Question

三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体，在半导体加工、太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用．NF₃是一种三角锥型分子，键角102°，沸点-129℃，可在铜的催化作用下由F₂和过量NH₃反应得到．
（1）写出制备NF₃的化学反应方程式：

 

．
（2）NF₃的沸点比NH₃的沸点（-33℃）低得多的主要原因是

 

．
（3）理论上HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H₂O和一种微溶于水的重要原料，该物质含有三种元素，则该物质的化学式为

 

．
（4）根据下列五种元素的第一至第四电离能数据（单位：kJ?mol^-1），回答下面各题：

元素代号	I1	I2	I3	I4
Q	2080	4000	6100	9400
R	500	4600	6900	9500
S	740	1500	7700	10500
T	580	1800	2700	11600
U	420	3100	4400	5900

①若以上五种元素为前四周期元素，则R为

 

．（填元素符号）
②若五种元素为主族元素，则T为

 

区元素．
③若T为第三周期元素，E是第三周期元素中原子半径最小的元素，则T、E形成化合物的空间构型为

 

．

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型,元素电离能、电负性的含义及应用

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：（1）Cu作催化剂，NH₃、F₂反应生成NF₃、NH₄F；
（2）氢键导致物质的熔沸点升高；
（3）根据元素守恒、原子守恒判断该物质的化学式；
（4）Q的电离能较大，且其第一电离能较大，应该为稀有气体元素；
R第一电离能远远小于第二电离能，则R元素原子最外层电子数为1，属于第IA族元素；
S第二电离能远远小于第三电离能，则S元素原子最外层电子数是2，属于第IIA族元素；
T元素第三电离能远远小于第四电离能，则T元素原子最外层电子数是3，属于第IIIA族元素；
U元素第一电离能远远小于第二电离能，则U元素原子最外层电子数是1，属于第IA族元素，
R第一电离能大于U，则原子序数R小于U，据此分析解答．

解答： 解：（1）Cu作催化剂，NH₃、F₂反应生成NF₃、NH₄F，反应方程式为4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F，故答案为：4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F；
（2）氢键导致物质的熔沸点升高，三氟化氮中不存在氢键、氨气中存在氢键，所以三氟化氮沸点低于氨气，故答案为：NF₃只有分子间作用力，而NH₃还能形成氢键；
（3）HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H₂O和一种微溶于水的重要原料，该物质含有三种元素，设该化合物化学式为R，根据元素守恒知，该物质中含有Na元素、F元素、Al元素，6HF+NaAlO₂+2NaCl=2HCl+2H₂O+R，根据原子守恒得R化学式为Na₃AlF₆，故答案为：Na₃AlF₆；
（4）Q的电离能较大，且其第一电离能较大，应该为稀有气体元素；
R第一电离能远远小于第二电离能，则R元素原子最外层电子数为1，属于第IA族元素；
S第二电离能远远小于第三电离能，则S元素原子最外层电子数是2，属于第IIA族元素；
T元素第三电离能远远小于第四电离能，则T元素原子最外层电子数是3，属于第IIIA族元素；
U元素第一电离能远远小于第二电离能，则U元素原子最外层电子数是1，属于第IA族元素，
R第一电离能大于U，则原子序数R小于U，
①若以上五种元素为前四周期元素，R和U属于第IA族元素，R第一电离能大于U，则原子序数R小于U，则R为Na，故答案为：Na；
②若五种元素为主族元素，T属于第IIIA族元素，则T为P区元素，故答案为：P；
③若T为第三周期元素，T为Al元素，E是第三周期元素中原子半径最小的元素，则为Cl元素，T、E形成化合物为AlCl₃，AlCl₃中Al原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以其空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形．

点评：本题考查物质结构和性质，涉及元素电离能、氢键、化学式的判断等知识点，明确元素电离能和元素原子最外层电子数之间的关系、氢键的作用等知识点分析解答，会根据价层电子对理论确定分子空间构型及原子杂化方式，注意AlCl₃为分子晶体，且氯化铝中含有配位键，氢键属于分子间作用力，不属于化学键，为易错点．