Question

16．據報道科研人員應用計算機模擬出結構類似C₆₀的物質N₆₀．
已知：①N₆₀分子中每個氮原子均以N-N鍵結合三個N原子而形成8電子穩定結構；
②N-N鍵的鍵能為167kJ•mol-1．請回答下列問題．
（1）N₆₀分子組成的晶體為分子晶體，其熔、沸點比N₂高（填“高”或“低”），原因是N₆₀和N₂都是分子晶體，N₆₀相對分子質量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸點比N₂高
（2）1mol N₆₀分解成N₂時吸收或放出的熱量是放出熱量13230kJ（已知N≡N鍵的鍵能為942kJ•mol^-1），表明穩定性N₆₀＜（填“＞”、“＜”或“=”）N₂．
（3）由（2）列舉N₆₀的用途（舉一種）N₆₀分解為N₂時釋放大量的能量，可用作高能炸藥和火箭推進劑等．

Answer 1

分析 （1）根據晶體的構成微粒判斷；分子晶體中結構和組成相似，其相對分子質量越大沸點越高；
（2）N原子占有其形成的每一個N-N鍵的$\frac{1}{2}$，一個N原子完全占有的N-N鍵的數目是3×$\frac{1}{2}$，60個N原子形成N-N鍵的總數為1.5×60=90，先計算N₆₀中N-N鍵的數目再計算總鍵能；含鍵能大穩定性差；
（3）利用N₆₀分解為N₂時釋放出的大量能量，為生產生活、國防等服務．

解答 解：（1）N₆₀晶體的構成微粒為分子，所以屬于分子晶體；分子晶體中結構和組成相似，其相對分子質量越大熔、沸點越高，N₆₀和N₂都是分子晶體，N₆₀相對分子質量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸點比N₂高，
故答案為：分子；高；N₆₀和N₂都是分子晶體，N₆₀相對分子質量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸點比N₂高；
（2）每個N原子均以氮氮單鍵結合三個氮原子，每個氮氮鍵被2個氮原子共用，每個氮原子有1.5個氮氮鍵，1個N₆₀分子的結構中含有90個N-N鍵，則1molN₆₀的總鍵能為167kJ•mol^-1×90mol=15030KJ，生成30molN≡N鍵的鍵能為942kJ•mol^-1×30mol=28260KJ，則反應放出能量為28260KJ-15030KJ=13230 KJ，1mol N₆₀分解成N₂時放出熱量13230KJ，N₆₀能量高，所以穩定性N₆₀＜N₂，
故答案為：放出熱量13230；＜；
（3）N₆₀分解為N₂時釋放大量的能量，可用作高能炸藥和火箭推進劑等，
故答案為：N₆₀分解為N₂時釋放大量的能量，可用作高能炸藥和火箭推進劑等．

點評 本題考查了元素化合物知識，明確的C₆₀和N₆₀結構相似性是解題關鍵，注意分子晶體熔沸點規律，題目難度不大．