Question

【題目】氮是極其重要的化學元素。我國科學家最近成功合成了超高含能材料聚合氮和金屬氮。基于氮氣的能源研究也是未來能源發展的重要方向。

(1)基態氮原子的價電子排布式為___________。

(2)14g氮氣分子中原子軌道以“頭碰頭”方式形成的共價鍵數目為___________，以“肩并肩”方式形成的共價鍵數目為___________。

(3)C、N、O三種元素按第一電離能從大到小的排列順序為___________。已知氧的第一電離能為1369kJ·mol－1、第二電離能為3512kJ·mol－1、第三電離能為5495 kJ·mol－1，其第二電離能增幅較大的原因是___________。

(4)某含氨配合物CrCl3·6NH3的化學鍵類型有配位鍵、極性共價鍵和___________。CrCl3·6NH3有三種異構體，分別是[Cr(NH)3)6]Cl3、___________、[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3。

(5)NH4N3是在的高能量度材料，其品胞構如圖所示。N3－是直線型結構，N3－中氮原子的雜化類型是___________。NH4+的 VSEPR模型名稱為___________。

(6)已知NH4N3的晶胞參數為anm和0.5anm，阿伏加德羅常數的值為NA，則NH4N3的密度為___________g·cm－3。

Answer 1

【答案】2s22p3 0.5NA NA N>O>C O原子失去一個電子后，其2p軌道上有3個電子，為半充滿狀態，較穩定 離子鍵 [Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3 sp 正四面體形

【解析】

(1)氮原子序數為7，根據能量最低原則書寫；

(2) N2中含有一個鍵和兩個鍵，據此計算；

(3)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；

O原子失去一個電子后，其2p軌道上有3個電子，為半充滿狀態，較穩定，第二電離能增幅較大；

(4)CrCl3·6NH3中陰陽離子之間為離子鍵；CrCl3·6NH3有三種異構體，除[Cr(NH)3)6]Cl3和[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3，還有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

(5) N3－是直線型結構，中心原子價層電子對數為2，則N3－中氮原子的雜化類型是sp；NH4+的價層電子對數為4，沒有孤電子對，VSEPR模型名稱為正四面體形；

(6)該晶胞中含有4個NH4+和4個N3-，一個晶胞的質量為g，根據=計算。

(1)氮原子序數為7，N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，價電子排布式為2s22p3，

因此，本題正確答案是：2s22p3；

(2) 原子軌道以“頭碰頭”方式形成的共價鍵為鍵，以“肩并肩”方式形成的共價鍵為鍵，N2中含有一個鍵和兩個鍵，所以14g氮氣分子中原子軌道以“頭碰頭”方式形成的共價鍵數目為0.5NA，以“肩并肩”方式形成的共價鍵數目為NA，

因此，本題正確答案是：0.5NA；NA；

(3) C、N、O屬于同一周期元素且原子序數依次減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一電離能大小順序是N>O>C；

O原子失去一個電子后，其2p軌道上有3個電子，為半充滿狀態，較穩定，第二電離能較大，

因此，本題正確答案是：N>O>C；O原子失去一個電子后，其2p軌道上有3個電子，為半充滿狀態，較穩定；

(4)CrCl3·6NH3中Cr3+與NH3之間的化學鍵為配位鍵，N-H為極性共價鍵，陰、陽離子之間為離子鍵；CrCl3·6NH3有三種異構體，除[Cr(NH)3)6]Cl3和[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3，還有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

因此，本題正確答案是：離子鍵；[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

(5) N3－是直線型結構，中心原子價層電子對數為2，則N3－中氮原子的雜化類型是sp；NH4+的價層電子對數為4，沒有孤電子對，VSEPR模型名稱為正四面體形；

因此，本題正確答案是：sp；正四面體形；

(6)該晶胞中含有4個NH4+和4個N3-，一個晶胞的質量為g，一個晶胞的體積為0.5a10-7cma10-7cm a10-7cm=0.5a310-21cm3，則NH4N3的密度為g·cm－3。

因此，本題正確答案是：。