Question

7．氮元素可形成鹵化物、疊氮化物及絡合物等．
（1）NF₃構型為三角錐體，沸點-129℃；可在銅催化作用下由F₂和過量NH₃反應得到．NF₃屬于分子晶體，寫出制備 NF₃的化學反應方程式：3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F．
（2）氫疊氮酸（HN₃）是一種弱酸，它的酸性類似于醋酸，微弱電離出H⁺和N₃^-．
①與N₃^-互為等電子體的分子、離子有：CO₂、SCN^-（各舉1例），由此可推知N₃^-的空間構型是直線型．
②疊氮化物、氰化物能與Fe³⁺及Cu²⁺及Co³⁺等形成絡合物，如：Co[（N₃）（NH₃）₅]SO₄、（Fe（CN）₆^4-．寫出鈷原子在基態時的價電子排布式：3d⁷4s²．Co[（N₃）（NH₃）₅]SO₄中鈷的配位數為6，CN^-中C原子的雜化類型是sp．
（3）化學式為Pt（NH₃）₂Cl₂的化合物有兩種異構體，其中一種異構體具有水的可溶性，則此種化合物是極性（填“極性”、“非極性”）分子．
（4）由疊氮化鈉（NaN₃）熱分解可得純N₂：2NaN₃（s）=2Na（l）+3N₂（g），有關說法正確的是BC （選填序號）
A．NaN₃與KN₃結構類似，前者晶格能較小
B．第一電離能（I₁）：N＞P＞S
C．鈉晶胞結構如圖，該晶胞分攤2個鈉原子
D．氮氣常溫下很穩定，是因為氮的電負性小．

Answer 1

分析 （1）NF₃的沸點-129℃，符合分子晶體的性質；在銅催化作用下F₂和過量NH₃反應得到NF₃，還生成NH₄F；
（2）①原子總數相等、價電子總數也相等的微粒互為等電子體，等電子體的結構相似；
②鈷原子核外電子數為27，根據能量最低原理書寫基態時的價電子排布式；
[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中配體為N₃^-、NH₃；
CN^-中C原子價層電子對數=1+$\frac{4+1-3}{2}$=2，雜化軌道數目為2；
（3）根據相似相溶原理，極性分子易溶于極性溶劑；
（4）A．離子半徑越小，晶格能越大；
B．同主族自上而下第一電離能減小，P元素原子3p軌道為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
C．鈉晶胞結構為體心立方密堆積，根據均攤法計算晶胞中分攤鈉原子數目；
D．氮氣性質穩定是由于氮氣分子中含有氮氮三鍵．

解答 解：（1）NF₃的沸點-129℃，沸點很低，屬于分子晶體．在銅催化作用下F₂和過量NH₃反應得到NF₃，還生成NH₄F，反應方程式為：3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F，
故答案為：分子；3F₂+4NH₃$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F；
（2）①與N₃^-互為等電子體的微粒含有3個原子、16個價電子，與其等電子體的分子有N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂等，其等電子體的離子有 SCN^-等；
N₃^-與CO₂是等電子體，具有相同的價電子數，它們具有相似的化學結構，二氧化碳是直線型分子，所以N₃^-的空間構型是直線形，
故答案為：CO₂；SCN^-；直線；
②鈷原子核外電子數為27，其基態原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，價電子排布式為3d⁷4s²，
[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中配體為N₃^-、NH₃，鈷的配位數為6，
CN^-中C原子價層電子對數=1+$\frac{4+1-3}{2}$=2，雜化軌道數目為2，C原子采取sp雜化；
故答案為：3d⁷4s²；6；sp；
（3）極性分子易溶于極性溶劑中，水為極性溶劑，Pt（NH₃）₂Cl₂的一種分子易溶于水，說明為極性分子；
故答案為：極性；
（4）A．離子電荷相同，鈉離子半徑小于鉀離子半徑，故NaN₃的晶格能大于KN₃的晶格能，故A錯誤；
B．同主族自上而下第一電離能減小，P元素原子3p軌道為半滿穩定狀態，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能N＞P＞S，故B正確；
C．鈉晶胞結構為體心立方密堆積，晶胞中原子數為1+8×$\frac{1}{8}$=2，故C正確；
D．氮氣分子中含有氮氮三鍵，鍵能較大，所以性質穩定，故D錯誤．
故選：BC．

點評 本題是對物質結構與性質的考查，涉及晶體類型與性質、核外電子排布、等電子體、配合物、雜化方式與空間構型、晶胞計算、電離能等，需要學生具備扎實的基礎，注意同周期主族元素第一電離能異常情況．