Question

17．氮元素可形成鹵化物、疊氮化物及絡合物等．
（1）在銅催化作用下F₂和過量NH₃反應得到NF₃，其分子立體構型為三角錐形；NF₃是極性；分子（填極性或非極性）．固態NF₃晶體熔點比冰低（填高或低）．
（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有：N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂（舉1例），由此可推知N₃^-的立體構型是直線型．
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電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²；[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中鈷的配位數為6．
（3）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1，該晶胞分攤2個鈉原子
D．氮氣常溫下很穩定，是因為氮的電負性大

（4）三氯化鐵常溫下為固體，熔點282℃，沸點315℃，在300℃以上易升華．易溶于水，也易溶于醚、丙酮等有機溶劑．據此判斷三氯化鐵晶體類型為分子晶體；
（5）金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖2所示．面心立方晶胞和體心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數之比為1：2．

Answer 1

分析 （1）根據NF₃分子中氮原子的價層電子對數及孤電子對數判斷分子構型、分子的極性，水分子之間有氫鍵而NF₃分子之間沒有，據此判斷熔點高低；
（2）①根據等電子體的定義分析；根據空間構型的判斷方法判斷；
②根據基態原子的價電子排布式書寫規則書寫；根據鈷的空軌道數可計算出配位數；
（3）A、根據最外層電子排布特點，判斷第一電離能的大小；
B、根據離子半徑與晶格能的關系分析；
C、根據均攤法計算晶胞中原子數；
D、根據氮氣分子中氮原子之間有氮氮參鍵的結構分析；
（4）根據物質的熔沸點判斷晶體類型，熔沸點較低的為分子晶體；
（5）體心立方晶胞中Fe原子個數=1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方晶胞中Fe原子個數=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4．

解答 解：（1）NF₃分子中氮原子的價層電子對數為$\frac{5+3}{2}$=4，分子中有一對孤電子對，所以其分子構型為三角錐形，碳、氮之間是極性鍵，其分子是極性分子，由于水分子之間有氫鍵而NF₃分子之間沒有，所以固態NF₃晶體熔點比冰低，
故答案為：三角錐形；極性；低；
（2）①N₃^-含有三個原子22個電子，與其等電子體的分子有N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂，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^-的空間構型是直線型．
故答案為：N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂；直線；
②鈷是27號元素，其基態原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，其配位數是1+5=6，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²；6；
（3）A、相同電荷時，晶格能與離子的半徑成反比，離子半徑越大，晶格能越小，鈉離子的離子半徑小于鉀離子的離子半徑，所以NaN₃的晶格能大于KN₃的晶格能，故A錯誤；
B、第一電離能（I₁）：N＞P＞S，故B正確；
C、鈉晶胞中原子數為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；
故答案為：BC；
（4）分子晶體熔沸點較低，該物質的熔沸點較低，所以為分子晶體，
故答案為：分子晶體；
（5）體心立方晶胞中Fe原子個數=1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方晶胞中Fe原子個數=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，所以體心立方和面心立方晶胞中Fe原子個數之比=2：4=1：2，
故答案為：1：2．

點評 本題考查了晶格能、配位數、分子的空間構型等知識點，分子的空間構型、分子中原子的雜化類型的判斷是每年高考的熱點，對此知識點一定掌握；元素第一電離能的規律中，要注意異常現象并會解釋原因．