题目内容
【题目】科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出组成为N4H4(SO4)2的物质,经测定,该物质易溶于水,在水中以SO42- 和N4H44+ 两种离子形式存在,植物的根系极易吸收N4H44+,但它遇到碱时,会生成一种形似白磷的N4分子,N4分子不能被植物吸收。请回答下列问题:
(1)下列相关说法中,正确的是________(填序号)。
a.N4是N2的同分异构体
b.1 mol N4分解生成N2,形成了4 molπ键
c.白磷的沸点比N4高,是因为P-P键键能比N-N键能大
d.白磷的化学性质比N2活泼,说明P的非金属性比N强
(2)叠氮化物是研究较早的含全氮阴离子的化合物,如:氢叠氮酸(HN3)、叠氮化钠(NaN3)等。根据等电子体理论写出N3- 的电子式_______;叠氮化物能形成多种配合物,在[Co(N3)(NH3)5]SO4,其中钴显 ____ 价,它的配体是 __________
(3)六方相氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为_______。
【答案】b +3 N3-、NH3 3:1
【解析】
(1)a.N4和N2是氮元素组成的结构不同的单质,二者互为同素异形体;
b.1mol N4分解生成2mol N2,N2的结构式为N≡N,三键中含有1个σ键、2个π键;
c.白磷、N4晶体都属于分子晶体,沸点高低与分子间作用力有关,与化学键无关;
d.白磷的化学性质比N2活泼,说明P-P键不如N-N稳定;
(2)原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体,N3-与CO2互为等电子体,二者价键结构相同;N3-为-1价、SO42-为-2价、NH3的化合价为0,根据化合价规则确定Co的价态;中心原子或离子具有空轨道,配体含有孤电子对;
(3)每个六元环上有3个B原子、3个N原子,有6个B-N键,而每个B-N键为一个六元环贡献率为,每个B原子为一个六元环贡献率为
,利用均摊法计算;晶体导电需要有自由移动电子。
(1)a.分子式相同、结构不同的化合物互为等电子体,而N4和N2是氮元素组成的结构不同的单质,二者互为同素异形体,a错误;
b.1mol N4分解生成2mol N2,N2的结构式为N≡N,三键中含有1个σ键、2个π键,则产生2molN2时形成了4mol π键,b正确;
c.白磷、N4晶体都属于分子晶体,白磷的沸点比N4高,是由于白磷分子间作用力比N4的强,与化学键键能无关,化学键键能影响化学性质,c错误;
d.白磷的化学性质比N2活泼,说明P-P键不如N-N稳定,而P的非金属性比N的弱,d错误,
故合理选项是b;
(2)N3-与CO2互为等电子体,二者价键结构相同,N3-的电子式为:;N3-为-1价、SO42-为-2价、NH3的化合价为0,设配合物中Co的化合价为a,则a+(-1)+0+(-2)=0,解的a=+3;中心原子或离子具有空轨道,配体含有孤电子对,[Co(N3)(NH3)5]SO4中配位体为:N3-、NH3;
(3)每个六元环上有3个B原子、3个N原子,有6个B-N键,而每个B-N键为一个六元环贡献率为,每个B原子为一个六元环贡献率为
,六元环单独占有B-N数目为6×
=3,单独占有B原子数为3×
=1,所以B-N键数与硼原子数之比为3:1。
