Question

【题目】（化学-物质结构与性质）氮及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题:

(1)在基态15N原子的p能级上存在_____个自旋方向相同的电子；CN—中σ键与π键数目之比为_____。

(2)碱性肥料氰氨化钙(CaCN2)的组成元素中第一电离能最小的是_______(填名称)。

(3)化合物(CH3)3N能溶于水，其原因是____________________________________，(CH3)3N与盐酸反应生成[(CH3)3NH]+，该过程新生成的化学键类型为_______________。

(4)阳离子[(CH3)3NH]+和阴离子A按个数比4:1组成化合物，阴离子A的结构如下图所示，则s原子的杂化轨道类型是__________，阴离子A的化学式为_______________。

(5)立方氮化硼晶胞如下图所示(白球为氮原子，黑球为硼原子)，则硼原子的配位数为___；若晶胞边长为acm，则立方氮化硼的密度是______g·cm-3(只要求列算式，阿伏加德罗常数用NA表示)。

Answer 1

【答案】3 1:2 钙 (CH3)3N为极性分子且能与水分子形成氢键 配位键 sp3 [Ge4S10]4- 4 100/(a3NA)

【解析】

（1）S电子云的形状为球形；N原子的电子排布式为1s22s22p3，轨道表示式为：，则p能级轨道上存在3个自旋方向相同的电子；CN-与N2为原子个数和价电子数相同的等电子体，等电子体具有相同的结构，氮气中存在氮氮三键，则CN-离子中存在碳氮三键，则离子中σ键与π键数目之比为1:2；

（2）由于非金属性N>C>Ca，故第一电离能Ca<C<N，则第一电离能最小的是钙；

（3）（CH3）3N为结构不对称的极性分子，分子中氮原子非金属性强，原子半径小，和水之间形成氢键，所以（CH3）3N在水中溶解性增强；化合物（CH3）3N与盐酸反应生成[（CH3）3NH]+，该过程新生成的化学键为（CH3）3N中氮原子与氢离子形成配位键；

（4）S原子的最外层电子数为6，由图可知S原子形成2个共价键，则阴离子A中S原子含有2个成键电子对和2个孤电子对，即其价层电子对数为4，属于sp3杂化；阴离子A中含有4个Ge和10个S，其中4个S只形成一个共价键，则还要得到一个电子才能形成8电子稳定结构，则A离子带有4个负电荷，即离子的化学式为[Ge4S10]4-；

（5）晶胞中N原子位于顶点和面心上，则原子数目=8× +6×=4，B原子位于晶胞内，则原子数目为4，故氮化硼的化学式为BN；由晶胞结构可知，B原子位于4个N原子形成的四面体的中心位置，故B原子填充N原子的正四面体空隙；晶胞的质量= ，晶胞的体积为a3cm3，根据晶胞密度ρ= 。