题目内容

N和B元素在化学中有很重要的地位.
(1)写出与N元素同主族的As元素的基态原子核外电子排布式
 
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(2)从原子结构的角度分析B、N和O元素的第一电离能由大到小的顺序为
 
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(3)N元素与B元素的氟化物化学式相似,均为AB3型,但分子的空间结构有很大不同,其原因是
 
,其中BF3的分子构型为
 
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(4)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料.BN的晶体结构与金刚石相似,其中B原子的杂化方式为
 
,微粒间存在的作用力是
 
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(5)NaN3是抗禽流感药物“达菲”合成过程中的中间活性物质,NaN3也可用于汽车的保护气囊.3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A.
①请写出上述NaN3撞击反应的化学方程式
 
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②根据电子云的重叠方式判断:N2分子中存在的σ键和π键数目之比为
 
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考点:原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,氧化还原反应
专题:
分析:(1)N元素属于第VA族元素,则As是第VA族元素,其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子,As是33号元素,其原子核外有33个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式;
(2)同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素;
(3)N元素与B元素的氟化物化学式相似,均为AB3型,但N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对,B元素的氟化物中B元素不含孤电子对,导致其空间构型不同;根据价层电子对互斥理论确定BF3的分子空间构型;
(4)BN的硬度较大,所以BN是原子晶体,根据金刚石的结构确定BN中B原子的杂化方式;原子晶体中含有共价键;
(5)①根据原子守恒确定离子化合物A,再根据反应物、生成物书写反应方程式;
②共价单键为σ,共价三键中含有一个σ键和2个π键.
解答: 解:(1)N元素属于第VA族元素,则As是第VA族元素,其最外层s能级、p能级上分别含有2、3个电子,As是33号元素,其原子核外有33个电子,根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3,
故答案为:1s22s22p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3;
(2)同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素,所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>B,故答案为:N>O>B;
(3)N元素与B元素的氟化物化学式相似,均为AB3型,但N元素的氟化物中氮原子含有孤电子对,B元素的氟化物中B元素不含孤电子对,所以N原子和B原子采用的杂化方式不同,导致其空间构型不同;BF3中B原子含有3个σ键且不含孤电子对,所以BF3为平面三角形构型,
故答案为:N原子和B原子采用不同的杂化方式;平面三角形;
(4)BN的硬度较大,所以BN是原子晶体,根据金刚石的结构知BN中B原子的杂化方式为sp3,原子晶体中只含有共价键,故答案为:sp3;共价键;
(5)①3mol NaN3受撞击会生成4mol N2气体和一种离子化合物A,根据原子守恒确定离子化合物A的化学式为Na3N,根据反应物、生成物知,该反应方程式为3NaN3=4N2↑+Na3N,
故答案为:3NaN3=4N2↑+Na3N;
②共价单键为σ,共价三键中含有一个σ键和2个π键,氮气分子的结构式为N≡N,所以一个氮气分子中含有1个σ键和2个π键,则N2分子中存在的σ键和π键数目之比为1:2,故答案为:1:2.
点评:本题考查较综合,涉及化学键的判断、核外电子排布式的书写、化学式的确定等知识点,会利用知识迁移的方法分析BN中B原子杂化方式,难度中等.
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