Question

【題目】我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)于2017年1月成功合成世界首個(gè)全氮陰離子鹽，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。請(qǐng)根據(jù)材料回答以下問(wèn)題：

（1）基態(tài)N原子的價(jià)電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)是___，價(jià)電子在該能級(jí)上的排布遵循的原則是__。

（2）除了已知的氮?dú)�，科學(xué)家還先后研究出了N4、N60、N70、高聚氮等物質(zhì)。而高聚氮結(jié)構(gòu)具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如圖一所示，則N70的沸點(diǎn)___填“”、“”或“”高聚氮的沸點(diǎn)，原因是___；

（3）疊氮化物是研究較早的含全氮陰離子的化合物，如：氫疊氮酸(HN3)、疊氮化鈉(NaN3)等。與全氮陰離子互為等電子體的一種非極性分子的結(jié)構(gòu)式為___。疊氮化物能形成多種配合物，在[CO(N3)(NH3)5]SO4，其中鈷原子的配體是___，SO42-的立體構(gòu)型為___。

（4）HN3是一種全氮陰離子酸，可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得。下列說(shuō)法正確的是____。

A.酸性：HNO2>HNO3

B.N2H4分子中N原子均采取sp3雜化

C.NaN3的晶格能大于KN3的晶格能

D.純疊氮酸HN3在常溫下是一種液體，是因?yàn)榉肿又写嬖谝环N特殊的化學(xué)鍵-氫鍵

（5）N8是一種由全氮陽(yáng)離子和全氮陰離子構(gòu)成的特殊物質(zhì)，已知陽(yáng)離子由5個(gè)氮原子排列成V形，每個(gè)氮原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則陽(yáng)離子的電子式為___。

（6）一種氮鐵化合物的結(jié)構(gòu)如圖二所示，若圖中六棱柱的體積為Vcm3，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體的密度為__。

Answer 1

【答案】2p 洪特規(guī)則 < N70是分子晶體，高聚氮是原子晶體 O=C=O N3-、NH3 正四面體形 BC g/cm3

【解析】

基態(tài)N原子價(jià)電子排布式為，則其價(jià)電子占據(jù)的能量最高的能級(jí)是2p軌道，其價(jià)電子排布圖為：，p軌道上3個(gè)電子分居在不同的三個(gè)軌道上，遵循洪特規(guī)則，

故答案為：2p；洪特規(guī)則；

原子晶體中原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，已知高聚氮的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以高聚氮屬于原子晶體，原子晶體的沸點(diǎn)高于分子晶體，則的沸點(diǎn)高聚氮的沸點(diǎn)，和高聚氮都是氮元素組成的單質(zhì)，屬于同素異形體，

故答案為：；是分子晶體，高聚氮是原子晶體；

氫疊氮酸、疊氮化鈉中全氮陰離子為，中含有3個(gè)原子、14個(gè)價(jià)電子數(shù)，則與互為等電子體的一種非極性分子為，其結(jié)構(gòu)式為；在中，配體是、，中，價(jià)層電子對(duì)數(shù)鍵個(gè)數(shù)，含孤電子對(duì)數(shù)為0，雜化軌道數(shù)4，采取雜化，分子形狀為正四面體形，

故答案為：；、；正四面體形；

為弱酸，而是強(qiáng)酸，酸性：，故A錯(cuò)誤；

B.中氮原子最外層有5個(gè)電子，形成三對(duì)共用電子對(duì)，另外還有一對(duì)孤電子對(duì)，氮原子采用的都是雜化，故B正確；

C.與的結(jié)構(gòu)類似，鈉離子半徑小于鉀離子半徑，所以的晶格能的晶格能，故C正確；

D.氫疊氮酸分子間存在氫鍵，但氫鍵是分子間作用力，不屬于化學(xué)鍵，故D錯(cuò)誤；

故答案為：BC；

由5個(gè)N結(jié)合，都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)，且含有兩個(gè)三鍵，故只能在鏈端，其結(jié)構(gòu)為，兩個(gè)為配位鍵，電子對(duì)由靠近三鍵的N提供，故中間的N原子需失去一個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以分子碎片所帶電荷是；由其結(jié)構(gòu)式寫(xiě)出電子式為：，

故答案為：；

晶胞中N原子處于體心，含有2個(gè)氮原子，Fe原子處于頂點(diǎn)與面心、體心，Fe原子個(gè)數(shù)為，圖中六棱柱的體積為，則晶胞的密度為。

故答案為：。