Question

三氟化氮是一种无色、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．NF₃沸点-129℃，可在铜的催化作用下由F₂和过量NH₃反应得到．
（1）NF₃分子构型：

 

，N原子杂化方式：

 

．
（2）写出制备 NF₃的化学反应方程式：

 

．
（3）NF₃的沸点比NH₃的沸点（-33℃）低得多的主要原因是

 

．
（4）理论上HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H₂O和一种微溶于水的重要原料，该物质含有三种元素，则该物质的化学式为

 

．
（5）1～36元素中原子核外电子排布未成对电子数最多的元素其外围电子排布式为

 

，有

 

个能级；某元素原子的价电子为3d¹4s²，元素名称为

 

，最高正化合价为

 

；请写出有2个能层且p轨道中只有一个成对电子的基态原子的外围电子排布图

 

．
（6）根据下列五种元素的第一至第四电离能数据（单位：kJ?mol^-1），回答下面各题：

元素代号	I1	I2	I3	I4
Q	2080	4000	6100	9400
R	500	4600	6900	9500
S	740	1500	7700	10500
T	580	1800	2700	11600
U	420	3100	4400	5900

①若以上五种元素为前四周期元素，则R为

 

．（填元素符号）
②若五种元素为主族元素，则T为

 

区元素．
③若T为第三周期元素，E是第三周期元素中原子半径最小的元素，则T、E形成化合物的空间构型为

 

．

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型,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

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）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）根据反应物、生成物及反应条件书写方程式；
（3）氢键的存在导致物质的熔沸点升高；
（4）根据题意可写出反应的化学方程式：6HF+NaAl0₂+2NaCl═2HCl+2H₂O+Na₃AlF₆，Na₃AlF₆中心离子为Al，配位数为6；
（5）1～36元素中原子核外电子排布未成对电子数最多是铬，有7个能级；某元素原子的价电子为3d¹4s²，元素名称为钪，最高正化合价为价电子数，请写出有2个能层且p轨道中只有一个成对电子的基态原子的外围电子排布图为；
（6）根据电离能的跳跃确定最外层有几个电子，然后根据得失电子规律，同一主族从上到下电离能依次递减，同一周期从左到右电离能依次递增，以此来确定在周期表中的位置．

解答： 解：（1）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：三角锥形；sp³；
（2）在铜的催化作用下由F₂和过量NH₃反应生成NF₃，F元素得电子，N元素失电子，除了NF₃生成外还生成NH₄F，所以反应方程式为4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F，
故答案为：4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F；
（3）NH₃能形成氢键，NF₃只有范德华力，氢键的存在导致物质的熔沸点升高，所以NF₃的沸点比NH₃的沸点（-33℃）低得多，故答案为：NH₃能形成氢键，NF₃只有范德华力；
（4）有题意可知该反应的化学方程式应为：6HF+NaAl0₂+2NaCl═2HCl+2H₂O+Na₃AlF₆，该微溶物为：Na₃AlF₆，故答案为：Na₃AlF₆；
（5）1～36元素中原子核外电子排布未成对电子数最多是铬，有7个能级；某元素原子的价电子为3d¹4s²，元素名称为钪，最高正化合价为价电子数，请写出有2个能层且p轨道中只有一个成对电子的基态原子的外围电子排布图为，故答案为：3d⁵4s¹；7； 钪；+3；   ．
（6）①根据电离能的跳跃确定最外层有几个电子，表中R和U的第一电离能较小，但跳跃至第二电离能时突然变大，说明失去一个电子后变为稳定结构，最外层有一个电子，故R和U处于同族的钠和钾，
故答案为：Na；      
②由T元素电离能的变化可知T最外层有三个电子，位于周期表中第ⅢA族，在p区，若T为第二周期元素，应为B元素，E是第三周期元素中原子半径最小的元素，应为Cl元素，二者形成的化合物为BCl₃，根据价层电子对模型可知应为平面正三角形结构，故答案为：p；平面正三角形．

点评：本题考查物质结构与性质知识，涉及到电子排布式的书写，做题时注意抓住题目提供的信息，以及利用电离能的跳跃值判断最外层电子数等问题；本题难度较大．