Question

12．三氟化氮（NF₃）是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，在半導(dǎo)體加工、太陽能電池制造和液晶顯示器制造中得到廣泛應(yīng)用．它可在銅的催化作用下由F₂和過量的NH₃反應(yīng)得到，該反應(yīng)另一種產(chǎn)物為鹽．
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+NH₄F．
（2）N、F兩種元素的氫化物穩(wěn)定性比較，NH₃＜HF（選填“＞”或“＜”）．
（3）N₃^-被稱為類鹵離子，寫出一種與N₃^- 互為等電子體的分子的化學(xué)式N₂O（CO₂、CS₂等），N₃^-的空間構(gòu)型為直線形．
（4）CaF₂的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，若該晶胞邊長為a pm，晶胞中F^-半徑為bpm，則Ca²⁺半徑的表達式為$\frac{\sqrt{3}}{4}a$-bpm（列式表示）．

Answer 1

分析 （1）NF₃在銅的催化作用下由F₂和過量的NH₃反應(yīng)得到，該反應(yīng)另一種產(chǎn)物為鹽，由元素守恒知，該鹽為氟化銨，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件書寫方程式；
（2）元素的非金屬性越強，其氫化物的穩(wěn)定性越強；
（3）原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微�；�為等電子體；等電子體結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)二氧化碳分子構(gòu)型判斷該微粒構(gòu)型；
（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，該晶胞中鈣離子和氟離子之間的距離等于晶胞正方體體長的$\frac{1}{4}$，氟離子和鈣離子距離等于兩個離子半徑之和，設(shè)Ca²⁺半徑為xpm，晶胞正方體體長=$\sqrt{{a}^{2}+{a}^{2}+{a}^{2}}$pm，=$\sqrt{3}$apm，（b+x）pm=$\frac{\sqrt{3}}{4}a$pm，據(jù)此計算x．

解答 解：（1）NF₃在銅的催化作用下由F₂和過量的NH₃反應(yīng)得到，該反應(yīng)另一種產(chǎn)物為鹽，由元素守恒知，該鹽為氟化銨，根據(jù)反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件書寫方程式為3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+NH₄F，故答案為：3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+NH₄F；
（2）元素的非金屬性越強，其氫化物的穩(wěn)定性越強，非金屬性N＜F，所以氫化物的穩(wěn)定性NH₃＜HF，
故答案為：＜；
（3）原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微�；�為等電子體，N₃^-中原子個數(shù)是3、價電子數(shù)是15，所以其等電子體有N₂O、CO₂、CS₂；等電子體結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)二氧化碳分子構(gòu)型判斷該微粒構(gòu)型為直線形，
故答案為：N₂O（CO₂、CS₂等）；直線形；
（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，該晶胞中鈣離子和氟離子之間的距離等于晶胞正方體體長的$\frac{1}{4}$，氟離子和鈣離子距離等于兩個離子半徑之和，設(shè)Ca²⁺半徑為xpm，晶胞正方體體長=$\sqrt{{a}^{2}+{a}^{2}+{a}^{2}}$pm，=$\sqrt{3}$apm，（b+x）pm=$\frac{\sqrt{3}}{4}a$pm，則x=$\frac{\sqrt{3}}{4}a$-b，
故答案為：$\frac{\sqrt{3}}{4}a$-b．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計算、等電子體、微�？臻g構(gòu)型判斷、非金屬性強弱判斷等知識點，這些都是高頻考點，難點是（4）題計算，明確氟離子和鈣離子與體長關(guān)系是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．