Question

16．据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C₆₀的物质N₆₀．
已知：①N₆₀分子中每个氮原子均以N-N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构；
②N-N键的键能为167kJ•mol-1．请回答下列问题．
（1）N₆₀分子组成的晶体为分子晶体，其熔、沸点比N₂高（填“高”或“低”），原因是N₆₀和N₂都是分子晶体，N₆₀相对分子质量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸点比N₂高
（2）1mol N₆₀分解成N₂时吸收或放出的热量是放出热量13230kJ（已知N≡N键的键能为942kJ•mol^-1），表明稳定性N₆₀＜（填“＞”、“＜”或“=”）N₂．
（3）由（2）列举N₆₀的用途（举一种）N₆₀分解为N₂时释放大量的能量，可用作高能炸药和火箭推进剂等．

Answer 1

分析 （1）根据晶体的构成微粒判断；分子晶体中结构和组成相似，其相对分子质量越大沸点越高；
（2）N原子占有其形成的每一个N-N键的$\frac{1}{2}$，一个N原子完全占有的N-N键的数目是3×$\frac{1}{2}$，60个N原子形成N-N键的总数为1.5×60=90，先计算N₆₀中N-N键的数目再计算总键能；含键能大稳定性差；
（3）利用N₆₀分解为N₂时释放出的大量能量，为生产生活、国防等服务．

解答 解：（1）N₆₀晶体的构成微粒为分子，所以属于分子晶体；分子晶体中结构和组成相似，其相对分子质量越大熔、沸点越高，N₆₀和N₂都是分子晶体，N₆₀相对分子质量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸点比N₂高，
故答案为：分子；高；N₆₀和N₂都是分子晶体，N₆₀相对分子质量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸点比N₂高；
（2）每个N原子均以氮氮单键结合三个氮原子，每个氮氮键被2个氮原子共用，每个氮原子有1.5个氮氮键，1个N₆₀分子的结构中含有90个N-N键，则1molN₆₀的总键能为167kJ•mol^-1×90mol=15030KJ，生成30molN≡N键的键能为942kJ•mol^-1×30mol=28260KJ，则反应放出能量为28260KJ-15030KJ=13230 KJ，1mol N₆₀分解成N₂时放出热量13230KJ，N₆₀能量高，所以稳定性N₆₀＜N₂，
故答案为：放出热量13230；＜；
（3）N₆₀分解为N₂时释放大量的能量，可用作高能炸药和火箭推进剂等，
故答案为：N₆₀分解为N₂时释放大量的能量，可用作高能炸药和火箭推进剂等．

点评 本题考查了元素化合物知识，明确的C₆₀和N₆₀结构相似性是解题关键，注意分子晶体熔沸点规律，题目难度不大．