Question

【题目】氮是极其重要的化学元素。我国科学家最近成功合成了超高含能材料聚合氮和金属氮。基于氮气的能源研究也是未来能源发展的重要方向。

(1)基态氮原子的价电子排布式为___________。

(2)14g氮气分子中原子轨道以“头碰头”方式形成的共价键数目为___________，以“肩并肩”方式形成的共价键数目为___________。

(3)C、N、O三种元素按第一电离能从大到小的排列顺序为___________。已知氧的第一电离能为1369kJ·mol－1、第二电离能为3512kJ·mol－1、第三电离能为5495 kJ·mol－1，其第二电离能增幅较大的原因是___________。

(4)某含氨配合物CrCl3·6NH3的化学键类型有配位键、极性共价键和___________。CrCl3·6NH3有三种异构体，分别是[Cr(NH)3)6]Cl3、___________、[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3。

(5)NH4N3是在的高能量度材料，其品胞构如图所示。N3－是直线型结构，N3－中氮原子的杂化类型是___________。NH4+的 VSEPR模型名称为___________。

(6)已知NH4N3的晶胞参数为anm和0.5anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则NH4N3的密度为___________g·cm－3。

Answer 1

【答案】2s22p3 0.5NA NA N>O>C O原子失去一个电子后，其2p轨道上有3个电子，为半充满状态，较稳定 离子键 [Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3 sp 正四面体形

【解析】

(1)氮原子序数为7，根据能量最低原则书写；

(2) N2中含有一个键和两个键，据此计算；

(3)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；

O原子失去一个电子后，其2p轨道上有3个电子，为半充满状态，较稳定，第二电离能增幅较大；

(4)CrCl3·6NH3中阴阳离子之间为离子键；CrCl3·6NH3有三种异构体，除[Cr(NH)3)6]Cl3和[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3，还有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

(5) N3－是直线型结构，中心原子价层电子对数为2，则N3－中氮原子的杂化类型是sp；NH4+的价层电子对数为4，没有孤电子对，VSEPR模型名称为正四面体形；

(6)该晶胞中含有4个NH4+和4个N3-，一个晶胞的质量为g，根据=计算。

(1)氮原子序数为7，N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，价电子排布式为2s22p3，

因此，本题正确答案是：2s22p3；

(2) 原子轨道以“头碰头”方式形成的共价键为键，以“肩并肩”方式形成的共价键为键，N2中含有一个键和两个键，所以14g氮气分子中原子轨道以“头碰头”方式形成的共价键数目为0.5NA，以“肩并肩”方式形成的共价键数目为NA，

因此，本题正确答案是：0.5NA；NA；

(3) C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N>O>C；

O原子失去一个电子后，其2p轨道上有3个电子，为半充满状态，较稳定，第二电离能较大，

因此，本题正确答案是：N>O>C；O原子失去一个电子后，其2p轨道上有3个电子，为半充满状态，较稳定；

(4)CrCl3·6NH3中Cr3+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，阴、阳离子之间为离子键；CrCl3·6NH3有三种异构体，除[Cr(NH)3)6]Cl3和[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3，还有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

因此，本题正确答案是：离子键；[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

(5) N3－是直线型结构，中心原子价层电子对数为2，则N3－中氮原子的杂化类型是sp；NH4+的价层电子对数为4，没有孤电子对，VSEPR模型名称为正四面体形；

因此，本题正确答案是：sp；正四面体形；

(6)该晶胞中含有4个NH4+和4个N3-，一个晶胞的质量为g，一个晶胞的体积为0.5a10-7cma10-7cm a10-7cm=0.5a310-21cm3，则NH4N3的密度为g·cm－3。

因此，本题正确答案是：。