题目内容

19.叠氮化物是一类重要化合物,氢叠氮酸(HN3)是一种弱酸,如图1为分子结构示意图.肼(N2H4)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,可微弱电离出H+和N3-
试回答下列问题:
(1)下列说法正确的是CD(选填序号).
A.酸性:HNO2>HNO3
B.N2H4中两个氮原子采用的都是sp2杂化
C.HN3、H2O都是极性分子
D.N2H4沸点高达113.5℃,说明肼分子间可形成氢键
(2)叠氮化物能与Fe3+、Cu2+及Co3+等形成配合物,如:[Co(N3)(NH35]SO4,在该配合物中钴显+3价,根据价层电子对互斥理论可知SO42-的立体构型为正四面体形,基态Fe原子有4;个未成对电子,可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为血红色.
(3)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2:2NaN3(s)═2Na(l)+3N2(g),下列说法正确的是BC(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2,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,是因为氮元素的电负性小
(4)与N3-互为等电子体的分子有:CO2、BeCl2(举二例),写出其中之一的电子式

分析 (1)A.HNO2为弱酸,而HNO3是强酸;
B.N2H4中氮原子最外层有5个电子,形成三对共用电子对,另外还有一对孤电子对,氮原子采用的都是sp3杂化;
C.HN3、H2O中都有孤电子对,所以都是极性分子;
D.氢键主要存在于N、F、O三种元素的氢化物分子之间,可使物质的熔沸点变大,N2H4沸点高达113.5℃,可以说明肼分子间可形成氢键.
(2)在[Co(N3)(NH35]SO4中,根据化合价代数和为零,可以算得钴的化合价,SO42-中S原子采用sp3杂化方式,可知SO2-4的立体构型为正四面体,根据Fe原子的核外电子排布式确定未成对电子数,失去电子变为铁离子时,先失去4s上的电子后失去3d上的电子,硫氰化铁为血红色;
(3)A.NaN3与KN3结构类似,Na+半径小于K+,所以NaN3的晶格能比KN3大;
B.钠晶胞中,在8个顶点上各有一个原子,体心上还有一个,所以晶胞中钠原子的个数为:8×$\frac{1}{8}$+1=2;
C.氮原子的最外层P轨道有3个电子,处于半充满状态,是一种较稳定结构,所以它的第一电离能大于氧;
D.氮气常温下很稳定,是因为氮气是双原子分子,两个氮原子之间存在N≡N键,不易断裂,与元素的电负性无关.
(4)在N-3中,价电子数为16,根据等电子体原理,可以写出等电子体的分子;根据共价化合物的电子式书写方法分析.

解答 解:(1)A.HNO2为弱酸,而HNO3是强酸,故A错误;
B.N2H4中氮原子最外层有5个电子,形成三对共用电子对,另外还有一对孤电子对,氮原子采用的都是sp3杂化,故B错误;
C.HN3、H2O中都有孤电子对,所以都是极性分子,故C正确;
D.氢键主要存在于N、F、O三种元素的氢化物分子之间,可使物质的熔沸点变大,N2H4沸点高达113.5℃,可以说明肼分子间可形成氢键,故D正确.
故答案为:CD;
(2)在[Co(N3)(NH35]SO4中,根据化合价代数和为零,可以算得钴的化合价为:+3价,SO42-中S原子采用sp3杂化方式,可知SO42-的立体构型为正四面体;26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,可知在3d上存在4个未成对电子,硫氰化铁为血红色;.
故答案为:+3;正四面体;4;血红色;
(3)A.NaN3与KN3结构类似,Na+半径小于K+,所以NaN3的晶格能比KN3大,故A错误;
B.钠晶胞中,在8个顶点上各有一个原子,体心上还有一个,所以晶胞中钠原子的个数为:8×$\frac{1}{8}$+1=2,故B正确;
C.子的最外层P轨道有3个电子,处于半充满状态,是一种较稳定结构,所以它的第一电离能大于氧,故C正确;
D.常温下很稳定,是因为氮气是双原子分子,两个氮原子之间存在N≡N键,不易断裂,与元素的电负性无关,故D错误.
故答案为:BC;
(4)在N-3中,价电子数为16,根据等电子体原理,可以写出与N-3互为电子体的分子为CO2、BeCl2等,二氧化碳为共价化合物,其电子式为
故答案为:CO2;BeCl2

点评 本题考查了原子的杂化方式、分子的空间结构、等电子体、电子式等,具有一定的综合性,对学生综合能力有一定的要求,题目中等难度.

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