Question

（15分） 【化学 ― 选修 3 物质结构与性质】

氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题：

（1）基态氮原子的价电子排布图为 。

（2）氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为 形，阳离子中氮的杂化方式为 。

（3）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X (X的晶体结构如图所示），工业制备 X 的化学方程式为 。

（4）X晶体中包含的化学键类型为 （填字母标号）。

A ．离子键 B ．共价键 C ．配位键 D ．金属键

（5）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，其原因 是 。

（6）若X的密度为ρg/cm3，则晶体中最近的两个Al 原子的距离为 cm （阿伏加德罗常数用 NA表示，不必化简）。

 

Answer 1

（1）；（2）直线，sp；（3）Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；（4）BC；（5）氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B—N键键能大于Al—N键键能；

（6）

【解析】

试题分析：（1）7号元素N的基态氮原子的价电子排布图为；（2）氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为直线形；阳离子中氮的杂化方式为sp杂化；（3）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X (X的晶体结构如图所示），工业制备 X 的化学方程式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；（4）根据X晶体结构示意图可知：在X中包含的化学键类型为共价键、配位键，因此选项是B、C． （5）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，其原因是氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B—N键键能大于Al—N键键能，断裂共价键消耗的能量高；（6）若X的密度为ρg/cm3，在晶体中最近的两个Al 原子的距离为晶胞的面对角线的一半，在每个晶胞中含有Al:8×1/8+6×1/3=4;含有N：4个，即在一个晶胞中含有4个AlN，根据密度计算公式ρ=可得V=m÷ρ=．所以晶胞的边长L=．则晶体中最近的两个Al 原子的距离为a=．

考点：考查物质结构、原子的杂化方式、物质制取方程式的书写、晶体中原子之间的距离、物质熔点的比较的知识。