Question

【題目】科學(xué)家從化肥廠生產(chǎn)的(NH4)2SO4中檢出組成為N4H4（SO4）2的物質(zhì)，經(jīng)測(cè)定，該物質(zhì)易溶于水，在水中以SO42-和N4H44+兩種離子形式存在，植物的根系極易吸收N4H44+，但它遇到堿時(shí)，會(huì)生成一種形似白磷的N4分子，N4分子不能被植物吸收。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）下列相關(guān)說(shuō)法中，正確的是________(填序號(hào))。

a.N4是N2的同分異構(gòu)體

b.1 mol N4分解生成N2，形成了4 molπ鍵

c.白磷的沸點(diǎn)比N4高，是因?yàn)?/span>P-P鍵鍵能比N-N鍵能大

d.白磷的化學(xué)性質(zhì)比N2活潑，說(shuō)明P的非金屬性比N強(qiáng)

（2）已知白磷、NH4+ 、N4H44+的空間構(gòu)型均為四面體結(jié)構(gòu)，參照NH4+和白磷的結(jié)構(gòu)式，畫(huà)出N4H44+的結(jié)構(gòu)式（配位鍵用表示）________________；

（3）在葉綠素結(jié)構(gòu)示意圖上標(biāo)出N與Mg元素之間的配位鍵和共價(jià)鍵（配位鍵用表示）_______

（4）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。根據(jù)等電子體理論寫(xiě)出N3-的電子式_____________；疊氮化物能形成多種配合物，在[Co(N3)(NH3)5]SO4，其中鈷顯____價(jià)，它的配體是 ________________，寫(xiě)一種與SO42-等電子體的分子 ________________。

（5）六方相氮化硼晶體內(nèi)B-N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為_______，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電，原因是_______________________________________。

Answer 1

【答案】b+3N3-、NH3CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等合理答案即可3:1立方氮化硼晶體內(nèi)無(wú)自由移動(dòng)的電子

【解析】

本題為新情景題，主要考查我們靈活運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，分析解答新問(wèn)題的能力。

(1)由題意可知，N4與N2是由氮元素組成的兩種不同的單質(zhì)，二者互為同素異形體；一個(gè)N2中含有2個(gè)π鍵；結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子量越大，熔沸點(diǎn)越高；同主族從上到下，非金屬性減弱，以此解答。

(2)因?yàn)?/span>N4H44+的空間構(gòu)型與P4相同，即N4H44+中的四個(gè)氮原子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)氮原子與另外三個(gè)氮原子以共價(jià)鍵結(jié)合，且四個(gè)氮原子分別單方面提供共用電子對(duì)與H+結(jié)合，用“→”表示。

（3）鎂離子為+2價(jià)，和4個(gè)氮原子作用，形成2個(gè)共價(jià)鍵和兩個(gè)配位鍵。

(4) N3-和CO2是等電子體，根據(jù)CO2的電子式寫(xiě)出N3-的電子式；在[Co(N3)(NH3)5]SO4中，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可以算得鈷的化合價(jià)，配位體：提供孤電子對(duì)的分子或離子；等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子。

(5) 六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵，該物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)中不存在自由移動(dòng)的電子，以此解答。

(1) a．分子式相同結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱(chēng)同分異構(gòu)體，N4與N2都是N元素的單質(zhì)，屬于同素異形體，故a錯(cuò)誤；
b．一個(gè)N2中含有2個(gè)π鍵，1mol N4分解生成2molN2，形成了4mol π鍵，故b正確；
c．結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子量越大，熔沸點(diǎn)越高，白磷的相對(duì)分子量比N4大，與鍵能無(wú)關(guān)，故c錯(cuò)誤；
d．同主族從上到下，非金屬性減弱，則P的非金屬性比N弱，白磷的化學(xué)性質(zhì)比N2活潑，與共價(jià)鍵穩(wěn)定性有關(guān)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：b；

(2) N4H44+中每個(gè)N原子與另外3個(gè)N原子形成共價(jià)鍵，同時(shí)與1個(gè)氫離子形成配位鍵，則N4H44+的結(jié)構(gòu)圖為；
故答案為：；

(3)由葉綠素結(jié)構(gòu)示意圖可知，有兩個(gè)氮原子提供孤對(duì)電子，鎂元素提供空軌道，形成兩個(gè)配位鍵，另外兩個(gè)氮原子和鎂原子形成共價(jià)鍵，故答案為：；

（4）N3-和CO2是等電子體，根據(jù)CO2的電子式寫(xiě)出N3-的電子式為；在[Co（N3）（NH3）5]SO4中，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，設(shè)鈷的化合價(jià)為+x，則+x+（-1）+（-2）=0，解得x=+3價(jià)，它的配體是N3-、NH3；SO42-中含有32個(gè)價(jià)電子和5個(gè)原子，其等電子體的分子可以為CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等；

故答案為：；+3；N3-、NH3；CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等；

（5）六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵，六方相氮化硼晶體內(nèi)B-N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為3：1，該物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)中不存在自由移動(dòng)的電子，所以不導(dǎo)電，
故答案為：3：1；立方氮化硼晶體內(nèi)無(wú)自由移動(dòng)的電子。