题目内容

【题目】氮是极其重要的化学元素。我国科学家最近成功合成了超高含能材料聚合氮和金属氮。基于氮气的能源研究也是未来能源发展的重要方向。

(1)基态氮原子的价电子排布式为___________

(2)14g氮气分子中原子轨道以头碰头方式形成的共价键数目为___________,以肩并肩方式形成的共价键数目为___________

(3)CNO三种元素按第一电离能从大到小的排列顺序为___________。已知氧的第一电离能为1369kJ·mol1、第二电离能为3512kJ·mol1、第三电离能为5495 kJ·mol1,其第二电离能增幅较大的原因是___________

(4)某含氨配合物CrCl3·6NH3的化学键类型有配位键、极性共价键和___________CrCl3·6NH3有三种异构体,分别是[Cr(NH)3)6]Cl3___________[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3

(5)NH4N3是在的高能量度材料,其品胞构如图所示。N3是直线型结构,N3中氮原子的杂化类型是___________NH4+ VSEPR模型名称为___________

(6)已知NH4N3的晶胞参数为anm0.5anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则NH4N3的密度为___________g·cm3

【答案】2s22p3 0.5NA NA N>O>C O原子失去一个电子后,其2p轨道上有3个电子,为半充满状态,较稳定 离子键 [Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3 sp 正四面体形

【解析】

(1)氮原子序数为7,根据能量最低原则书写;

(2) N2中含有一个键和两个键,据此计算;

(3)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素;

O原子失去一个电子后,其2p轨道上有3个电子,为半充满状态,较稳定,第二电离能增幅较大;

(4)CrCl3·6NH3中阴阳离子之间为离子键;CrCl3·6NH3有三种异构体,除[Cr(NH)3)6]Cl3[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3,还有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3

(5) N3是直线型结构,中心原子价层电子对数为2,则N3中氮原子的杂化类型是spNH4+的价层电子对数为4,没有孤电子对,VSEPR模型名称为正四面体形;

(6)该晶胞中含有4NH4+4N3-,一个晶胞的质量为g,根据=计算。

(1)氮原子序数为7N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,价电子排布式为2s22p3

因此,本题正确答案是:2s22p3

(2) 原子轨道以头碰头方式形成的共价键为键,以肩并肩方式形成的共价键为键,N2中含有一个键和两个键,所以14g氮气分子中原子轨道以头碰头方式形成的共价键数目为0.5NA,以肩并肩方式形成的共价键数目为NA

因此,本题正确答案是:0.5NANA

(3) CNO属于同一周期元素且原子序数依次减小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第ⅤA族的大于第ⅥA族的,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C

O原子失去一个电子后,其2p轨道上有3个电子,为半充满状态,较稳定,第二电离能较大,

因此,本题正确答案是:N>O>CO原子失去一个电子后,其2p轨道上有3个电子,为半充满状态,较稳定;

(4)CrCl3·6NH3Cr3+NH3之间的化学键为配位键,N-H为极性共价键,阴、阳离子之间为离子键;CrCl3·6NH3有三种异构体,除[Cr(NH)3)6]Cl3和[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3,还有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3

因此,本题正确答案是:离子键;[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3

(5) N3是直线型结构,中心原子价层电子对数为2,则N3中氮原子的杂化类型是spNH4+的价层电子对数为4,没有孤电子对,VSEPR模型名称为正四面体形;

因此,本题正确答案是:sp;正四面体形;

(6)该晶胞中含有4NH4+4N3-,一个晶胞的质量为g,一个晶胞的体积为0.5a10-7cma10-7cm a10-7cm=0.5a310-21cm3,则NH4N3的密度为g·cm3

因此,本题正确答案是:

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