Question

7．氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等．
（1）NF₃构型为三角锥体，沸点-129℃；可在铜催化作用下由F₂和过量NH₃反应得到．NF₃属于分子晶体，写出制备 NF₃的化学反应方程式：3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F．
（2）氢叠氮酸（HN₃）是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H⁺和N₃^-．
①与N₃^-互为等电子体的分子、离子有：CO₂、SCN^-（各举1例），由此可推知N₃^-的空间构型是直线型．
②叠氮化物、氰化物能与Fe³⁺及Cu²⁺及Co³⁺等形成络合物，如：Co[（N₃）（NH₃）₅]SO₄、（Fe（CN）₆^4-．写出钴原子在基态时的价电子排布式：3d⁷4s²．Co[（N₃）（NH₃）₅]SO₄中钴的配位数为6，CN^-中C原子的杂化类型是sp．
（3）化学式为Pt（NH₃）₂Cl₂的化合物有两种异构体，其中一种异构体具有水的可溶性，则此种化合物是极性（填“极性”、“非极性”）分子．
（4）由叠氮化钠（NaN₃）热分解可得纯N₂：2NaN₃（s）=2Na（l）+3N₂（g），有关说法正确的是BC （选填序号）
A．NaN₃与KN₃结构类似，前者晶格能较小
B．第一电离能（I₁）：N＞P＞S
C．钠晶胞结构如图，该晶胞分摊2个钠原子
D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小．

Answer 1

分析 （1）NF₃的沸点-129℃，符合分子晶体的性质；在铜催化作用下F₂和过量NH₃反应得到NF₃，还生成NH₄F；
（2）①原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体，等电子体的结构相似；
②钴原子核外电子数为27，根据能量最低原理书写基态时的价电子排布式；
[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中配体为N₃^-、NH₃；
CN^-中C原子价层电子对数=1+$\frac{4+1-3}{2}$=2，杂化轨道数目为2；
（3）根据相似相溶原理，极性分子易溶于极性溶剂；
（4）A．离子半径越小，晶格能越大；
B．同主族自上而下第一电离能减小，P元素原子3p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的；
C．钠晶胞结构为体心立方密堆积，根据均摊法计算晶胞中分摊钠原子数目；
D．氮气性质稳定是由于氮气分子中含有氮氮三键．

解答 解：（1）NF₃的沸点-129℃，沸点很低，属于分子晶体．在铜催化作用下F₂和过量NH₃反应得到NF₃，还生成NH₄F，反应方程式为：3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F，
故答案为：分子；3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F；
（2）①与N₃^-互为等电子体的微粒含有3个原子、16个价电子，与其等电子体的分子有N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂等，其等电子体的离子有 SCN^-等；
N₃^-与CO₂是等电子体，具有相同的价电子数，它们具有相似的化学结构，二氧化碳是直线型分子，所以N₃^-的空间构型是直线形，
故答案为：CO₂；SCN^-；直线；
②钴原子核外电子数为27，其基态原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，价电子排布式为3d⁷4s²，
[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中配体为N₃^-、NH₃，钴的配位数为6，
CN^-中C原子价层电子对数=1+$\frac{4+1-3}{2}$=2，杂化轨道数目为2，C原子采取sp杂化；
故答案为：3d⁷4s²；6；sp；
（3）极性分子易溶于极性溶剂中，水为极性溶剂，Pt（NH₃）₂Cl₂的一种分子易溶于水，说明为极性分子；
故答案为：极性；
（4）A．离子电荷相同，钠离子半径小于钾离子半径，故NaN₃的晶格能大于KN₃的晶格能，故A错误；
B．同主族自上而下第一电离能减小，P元素原子3p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能N＞P＞S，故B正确；
C．钠晶胞结构为体心立方密堆积，晶胞中原子数为1+8×$\frac{1}{8}$=2，故C正确；
D．氮气分子中含有氮氮三键，键能较大，所以性质稳定，故D错误．
故选：BC．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及晶体类型与性质、核外电子排布、等电子体、配合物、杂化方式与空间构型、晶胞计算、电离能等，需要学生具备扎实的基础，注意同周期主族元素第一电离能异常情况．