Question

氮是地球上极为丰富的元素．
（1）Li₃N晶体中氮以N^3-存在，基态N^3-的电子排布式为______．
（2）N≡N的键能为942kJ?mol^-1，N-N单键的键能为247kJ?mol^-1，计算说明N₂中的______键比______键稳定．（填“σ”或“π”）
（3）（CH₃）₃NH⁺和AlCl₄^-可形成离子液体．离子液体由阴阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂______（填“大”或“小”），可用作______（填代号）．
a．助燃剂    b．“绿色”溶剂    c．复合材料   d．绝热材料
（4）X⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N^3-形成的晶体结构如图所示．X的元素符号是______，与同一个N^3-相连的X⁺有______个．

Answer 1

【答案】分析：（1）N^3-离子原子核外共有10个电子，根据能量最低原理可写出电子排布式；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，则1个π键的键能为kJ/mol=347.5kJ/mol，以此判断；
（3）离子液体中的作用力是离子键，尽管微弱但强于氢键和分子间作用力，以此解答；
（4）先手判断X为Cu元素，利用均摊法计算．
解答：解：（1）N原子原子序数为7，N^3-离子原子核外共有10个电子，且最外层达到稳定结构，根据能量最低原理可写出电子排布式为1S²2S²2P⁶，
故答案为：1S²2S²2P⁶；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，则1个π键的键能为kJ/mol=347.5kJ/mol，则N₂中的π键键能大于σ键键能，较稳定，故答案为：π；σ；
（3）离子液体中的作用力是离子键，尽管微弱但强于氢键和分子间作用力，所以其挥发性就小，不会污染环境，是“绿色”溶剂，故答案为：小；b；
（4）X⁺所含电子=2+8+18=28，所以X为29号Cu元素，从图上看○少●多，结合X₃N知，○为N^3-，以顶角上的○为中心，距离最近的X⁺有3个．构成一个完整的三维空间需8个这样的立方体，则每个N^3-周围有X⁺：8×3×=6个（棱上原子为4个晶胞所共用，所以每个原子在此晶胞中为份），
故答案为：Cu；6．
点评：本题考查晶胞的计算以及化学键、晶体类型等知识，题目难度中等，易错点为（3），注意离子键比氢键和分子间作用力要强．