Question

三氟化氮（NF₃）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．它可在铜的催化作用下由F₂和过量的NH₃反应得到，该反应另一种产物为盐．
（1）该反应的化学方程式为

 

，生成物NF₃中氮原子的杂化方式为

 

，NF₃分子空间构型为

 

；
（2）N、F两种元素的氢化物稳定性比较，NH₃

 

HF（选填“＞”或“＜”）；
（3）N₃^-被称为类卤离子，写出1种与N₃^-互为等电子体的分子的化学式

 

；
（4）元素A基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，A跟氟可形成离子化合物，其晶胞结构如图，该离子化合物的化学式为

 

．
（5）化合物AF₂的晶胞结构如图所示，该离子化合协晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积是

 

 cm³（只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为N_A）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用

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）F₂和过量的NH₃反应生成NF₃和NH₄F，根据分子中δ键和孤电子对数判断杂化类型和分子的空间构型；
（2）元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定；
（3）N₃^-含有3个原子和22个电子，结合等电子体的定义分析；
（4）元素A基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，应为Ca元素，利用均摊法计算化学式；
（5）根据晶胞计算AF₂个数，进而计算质量，结合ρ=

m

V

计算．

解答： 解：（1）F₂和过量的NH₃反应生成NF₃和NH₄F，反应的方程式为3F₂+4NH₃

Cu  .

NF₃+3NH₄F，NF₃中含有3个δ键，且孤电子对数为

5-3

2

=1，则应为sp³杂化，空间构型为三角锥形，
故答案为：3F₂+4NH₃

Cu  .

NF₃+3NH₄F；sp³杂化；三角锥形；
（2）由于非金属性N＜F，则HF更稳定，故答案为：＜；
（3）N₃^-含有3个原子和22个电子，价电子总数为16，则对应的等电子体有CO₂或CS₂、N₂O等，故答案为：N₂O或CO₂；
（4）元素A基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，应为Ca元素，由晶胞结构可知Ca²⁺离子位于晶胞的定点和面心，共含有8×

1

8

+6×

1

2

=4个，F^-离子位于体心，共8个，则化学式为CaF₂，
故答案为：CaF₂；
（5）晶胞平均含有4个Ca²⁺，8个F^-，质量为

312

NA

g，该离子化合协晶体的密度为a g/cm³，则晶胞的体积是

312

aNA

cm³，故答案为：

312

aNA

．

点评：本题考查较为综合，涉及杂化类型、空间构型、非金属性的比较、等电子体、配合物知识以及晶胞的计算，侧重于知识的掌握与迁移的考查，注意把握晶胞的计算方法，题目难度中等．