Question

【題目】碳、氮及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問題：

（1）碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是__________。

（2）CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有_______ , C原子的雜化軌道類型是______，寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型的分子或離子_______。

（3）肼（N2H4）分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被-NH2（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物。

①NH3分子的空間構(gòu)型是______；

②肼可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：N2O4(g)+ N2H4(g)=2N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7kJ/mol。若該反應(yīng)中有4molN-H鍵斷裂，則形成的π鍵有___mol。

③肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4, N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，則N2H6SO4的晶體內(nèi)不存在____ （填標(biāo)號(hào)）。

a．離子鍵 b．共價(jià)鍵 c．配位鍵 d．范德華力

（4）碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖29所示。K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學(xué)式為______。其晶胞參數(shù)（晶胞邊長(zhǎng)）為1.4nm，晶體密度為____g/cm3。

Answer 1

【答案】 碳原子最外層有4個(gè)電子，不容易得或失電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu) π、δ sp CO2、SCN- 三角錐形 3 d K3C60 2

【解析】(1)共價(jià)鍵為原子之間以共用電子對(duì)成鍵，碳原子核外有4個(gè)電子，且元素的非金屬性較弱，但半徑較小，反應(yīng)中難以失去或得到電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
(2)CS2分子的結(jié)構(gòu)式為S=C=S，含有δ鍵和π鍵，CS2分子中C原子形成2個(gè)δ鍵，孤對(duì)電子數(shù)為=0，則為sp雜化；等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)，CO2、SCN-與CS2是等電子體，則具有相同空間構(gòu)型；

(3)①NH3分子中氮原子含有3個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型是三角錐型；

②N2O4+2N2H4═3N2+4H2O，若該反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，即有1mol N2H4參加反應(yīng)，生成1.5mol N2，形成π鍵的物質(zhì)的量為2×1.5mol=3mol；
③肼與硫酸反應(yīng)的離子方程式為N2H4+2H+═N2H62+，N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，N2H62+中的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵與配位鍵，N2H62+與SO42-之間是離子鍵，不存在范德華力，故答案為d；

(4)K位于棱和體心，晶胞中的個(gè)數(shù)為12×+9=12，C60位于定點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×+6×=4，化學(xué)式為K3C60，則晶胞的質(zhì)量為g，其晶胞參數(shù)為1.4nm=1.4×10-7cm，則體積為(1.4×10-7)3cm3，所以密度為=2.0gcm-3。