Question

【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_______。

Answer 1

【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。