题目内容
【题目】叠氮化物是一类重要化合物,在炸药、磁性化合物研究、微量元素测定方面越来越引起人们的重视,其中氢叠氮酸(HN3)是一种弱酸,分子结构示意图可表示为:
联氨被亚硝酸氧化时便可生成氢叠氮酸(HN3):N2H4+HNO2=2H2O+HN3,它的酸性类似于醋酸,微弱电离出H+和N3-。试回答下列问题:
(1)从成键原子的电负性角度,HN3中含有的共价键类型为_______________,分子的极性为_____________。
(2)叠氮化物能与Fe3+、Cu2+、Co3+等形成配合物,如:Co[(N3)(NH3)5]SO4,在该配合物中钴显_________价,根据价层互斥理论可知SO42-空间形状为______________,写出钴原子在基态时的核外电子排布式_____________。
(3)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2:2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g),有关说法正确的是__________(选填序号)
A.NaN3与KN3结构类似,前者晶格能较小
B.钠晶胞结构如图,晶胞中分摊2个钠原子
C.氮的第一电离能大于氧
D.氮气常温下很稳定,是因为氮的电负性小
(4)与N3-互为等电子体的分子有___________________ (举2例)
(5)人造立方氮化硼的硬度仅次于金刚石而远远高于其他材料,因此它与金刚石统称为超硬材料。立方氮化硼晶胞如图所示,试分析:
①该晶体的类别为____________晶体。
②晶体中每个N同时吸引________个B。
③设该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1,晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体中两个距离最近的B之间的距离为___________cm。
【答案】 极性键、非极性键 极性分子 +3 正四面体 ls22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 BC N2O、CO2、CS2、BeF2等 原子 4
【解析】(1) HN3中含有的共价键有H-N极性键和N=N非极性键,根据结构可知,该分子为V形分子,电荷分布不均匀,属于极性分子,故答案为:极性键、非极性键;极性分子;
(2)该配合物中叠氮酸根离子为-1价、硫酸根离子为-2价,根据化合物中各元素化合价的代数和为0知,Co元素化合价为+3价;硫酸根离子价层电子对个数是4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断硫酸根离子空间构型为正四面体形;Co是27号元素,其原子核外有27个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2,故答案为:+3;正四面体;1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;
(3)A.NaN3与KN3结构类似,且二者都是离子晶体,晶格能与离子半径成反比,钾离子半径大于钠离子,所以前者晶格能大于后者,故错误;B.晶胞中Na原子个数=8×+1=2,故正确;C.同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能N>O,故正确;D.氮气分子中含有氮氮三键,键能较大,性质较稳定,故错误;故选BC;
(4)原子个数相等价电子数相等的微粒互为等电子体,与N3-互为等电子体的分子有N2O、CO2、CS2、BeF2等,故答案为:N2O、CO2、CS2、BeF2等;
(5)①原子晶体硬度大,该晶体硬度大,所以为原子晶体,故答案为:原子;
②每个N原子同时吸引4个B原子,所以其配位数是4,故答案为:4;
③晶体中两个距离最近的B之间的距离为晶胞棱长的倍,晶胞棱长=,则晶体中两个距离最近的B之间的距离=×cm=×cm=cm,故答案为:。