Question

【題目】I．N和Li、Na形成的Li3N、NaN3等化合物具有重要的用途。完成下列填空：

(1)氮原子核外能量最高的電子所處的軌道是：____________。鋰離子核外電子的軌道表示式是：____________。

(2)已知Li3N熔點(diǎn)為845℃，NH3熔點(diǎn)﹣77.7℃，用物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)說明這兩種含氮化合物熔點(diǎn)差異的可能原因____________。

II．研究者發(fā)明了利用鋰循環(huán)合成氨的工藝，其流程如下：

(3)每合成1mol氨，轉(zhuǎn)移電子____________mol；該過程最終得到的氧化產(chǎn)物是____________。

(4)寫出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________。向0.35gLi3N中加入40mL1mol/L的鹽酸，所得溶液中離子濃度由大到小的順序是：____________。

(5)由元素周期律能得到____________（填序號(hào)）。

A．堿性：LiOH＜NaOH B．與水反應(yīng)的劇烈程度：Li＜Na

C．溶解度：LiOH＜NaOH D．密度：Li＜Na

(6)NaN3可用于汽車安全氣囊，沖撞時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：□NaN3+□KNO3→□K2O+□Na2O+□N2↑，配平此反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向。____________

Answer 1

【答案】2p Li3N是由活潑的金屬和活潑的非金屬形成的化合物，且其熔點(diǎn)為845℃，可推知Li3N可能為離子化合物，Li3N熔化需要破壞離子鍵，NH3是分子晶體，熔化破壞分子間作用力，離子鍵比分子間作用力強(qiáng) 3 O2 Li3N＋3H2O→3LiOH＋NH3↑ c(Cl﹣)>c(Li＋)>c(NH4＋)>c(H＋)>c(OH﹣) AB

【解析】

I．N和Li、Na形成的Li3N、NaN3等化合物具有重要的用途。

(1)氮原子核外電子所占據(jù)的軌道中，能量關(guān)系為1s<2s<2p，由此可得出能量最高的電子所處的軌道。鋰離子核外電子排布式為1s2，由此可得出軌道表示式。

(2)已知Li3N熔點(diǎn)為845℃，NH3熔點(diǎn)﹣77.7℃，這兩種含氮化合物熔點(diǎn)差異由其微粒間的作用力決定，分析二者所屬晶體類型，便可找到原因。

II．在流程中，反應(yīng)Ⅰ為N2與Li反應(yīng)生成Li3N，反應(yīng)Ⅱ為Li3N與H2O反應(yīng)生成LiOH和NH3，反應(yīng)Ⅲ為LiOH熔融電解生成Li、O2和H2O。

(3)合成氨時(shí)，N元素由0價(jià)降低到-3價(jià)，由此可求出轉(zhuǎn)移電子數(shù)；該過程最終得到的氧化產(chǎn)物是含價(jià)態(tài)升高元素的產(chǎn)物。

(4)反應(yīng)Ⅱ為Li3N與H2O反應(yīng)生成LiOH和NH3，由此可寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。0.35gLi3N為0.01mol，40mL1mol/L的鹽酸為0.04mol，反應(yīng)生成0.03molLiCl和0.01molNH4Cl，溶液中所含離子為Cl-、Li+、NH4+、H+、OH-，通過計(jì)算及分析可確定離子濃度由大到小的順序。

(5)由元素周期律描述金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律、原子半徑的遞變規(guī)律、主要化合價(jià)的遞變規(guī)律等，由此可作出判斷。

(6)配平方程式□NaN3+□KNO3→□K2O+□Na2O+□N2↑，以NaN3、KNO3作為首先配平物質(zhì)，利用得失電子守恒先進(jìn)行配平，然后再利用質(zhì)量守恒配平其它物質(zhì)，由此可得出配平的化學(xué)方程式；電子轉(zhuǎn)移的方向是從反應(yīng)物中失電子元素指向得電子元素，數(shù)目為失電子總數(shù)或得電子總數(shù)。

(1)氮原子核外能量關(guān)系為1s<2s<2p，所以能量最高的電子所處的軌道是2p。鋰離子核外電子只排布在1s軌道上，所以軌道表示式是。答案為：2p；；

(2)已知Li3N熔點(diǎn)為845℃，NH3熔點(diǎn)﹣77.7℃，則表明Li3N晶體中微粒間的作用力大，而NH3晶體中微粒間的作用力小，分析二者的晶體類型，便可得出兩種含氮化合物熔點(diǎn)差異的可能原因是：Li3N是由活潑的金屬和活潑的非金屬形成的化合物，且其熔點(diǎn)為845℃，可推知Li3N可能為離子化合物，Li3N熔化需要破壞離子鍵，NH3是分子晶體，熔化破壞分子間作用力，離子鍵比分子間作用力強(qiáng)；

(3)由以上分析知，合成氨時(shí)，N由0價(jià)降為-3價(jià)，則生成1mol氨，轉(zhuǎn)移電子3mol；該過程發(fā)生的總反應(yīng)為2N2+6H2O4NH3+3O2，最終得到的氧化產(chǎn)物是O2；

(4)反應(yīng)Ⅱ為Li3N與H2O反應(yīng)生成LiOH和NH3，化學(xué)反應(yīng)方程式：Li3N＋3H2O→3LiOH＋NH3↑。0.35gLi3N為0.01mol，40mL1mol/L的鹽酸為0.04mol，反應(yīng)生成0.03molLiCl和0.01molNH4Cl，溶液中所含離子為Cl-、Li+、NH4+、H+、OH-，溶液中存在的水解和弱電解質(zhì)電離方程式為NH3·H2ONH4++OH-、H2OH++OH-，所得溶液中離子濃度由大到小的順序是：c(Cl﹣)>c(Li＋)>c(NH4＋)>c(H＋)>c(OH﹣)；

(5)元素周期律描述金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律、原子半徑的遞變規(guī)律、主要化合價(jià)的遞變規(guī)律等，金屬性越強(qiáng)，金屬與水反應(yīng)置換出H2越容易，反應(yīng)越劇烈，其最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)；沒有涉及溶解度及密度的遞變規(guī)律，則由元素周期律能得到AB；

(6)配平方程式□NaN3+□KNO3→□K2O+□Na2O+□N2↑，以NaN3、KNO3作為首先配平物質(zhì)，即得10NaN3+2KNO3→□K2O+□Na2O+□N2↑，再據(jù)質(zhì)量守恒配平其它物質(zhì)，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為10NaN3+2KNO3→K2O+5Na2O+16N2↑。電子轉(zhuǎn)移的方向是從反應(yīng)物中失電子元素指向得電子元素，數(shù)目為失電子總數(shù)或得電子總數(shù)，則標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向的化學(xué)方程式為。