Question

1．立方氮化硼是一种超硬材料，可由：2Mg₃B₂N₄+3O₂ $\frac{\underline{\;\;\;\;\;高温，加热\;\;\;\;\;}}{添加剂，催化剂}$6MgO+4BN+2N₂制备．
（1）写出一种与N₂互为等电子体的阴离子CN^-．
（2）合成立方BN可用Ni-Al、CO（NH₂）₂等作催化剂．
①Ni²⁺基态离子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸．
②1mol CO（NH₂）₂分子中含有σ的键的数目为7N_A．
③依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照图1中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置．
（3）立方氮化硼晶胞结构如图2，每个晶胞中含氮原子数为4．

Answer 1

分析 （1）原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为电子；
（2）①Ni原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，失去4s能级2个电子形成Ni²⁺；
②单键为σ的键，双键含有1个σ的键，CO（NH₂）₂分子中含有7个σ的键；
③同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素的，故第一电离能F＞N＞O＞C＞B；
（3）晶胞中N原子处于顶点与面心，利用均摊法计算N原子数目．

解答 解：（1）原子数目相等、价电子总数相等的微粒互为电子，与N₂互为等电子体的阴离子为CN^-，
故答案为：CN^-；
（2）①Ni原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，失去4s能级2个电子形成Ni²⁺，Ni²⁺基态离子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸；
②单键为σ的键，双键含有1个σ的键，CO（NH₂）₂分子中含有7个σ的键，1mol CO（NH₂）₂分子中含有σ的键的数目为为7N_A，故答案为：7N_A；
③同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，氮元素2p能级为半满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素的，故第一电离能F＞N＞O＞C＞B，C、N、O三种元素的相对位置为，故答案为：；
（3）晶胞中N原子处于顶点与面心，每个晶胞中含氮原子数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故答案为：4．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、化学键、电离能、晶胞计算等，注意同周期第一电离能异常情况．