Question

2010年浙江省高考理綜化學卷第25題，考查了汽車安全氣囊中的化學物質成分，其中一種是疊氮化鈉，化學式為NaN₃，屬鹽類物質．HN₃?H⁺+N₃^-，N₃^-可稱為類鹵離子．回答下列問題：
（1）HN₃的化學名稱為

 

；N₃^-與中學課本中學過的一種常見氣體分子互為等電子體（等電子體結構相似），寫出N₃^-的空間構型

 

，結構式為

 

．
（2）酸性HN₃

 

（填“＞”或“＜”）HX（鹵化氫）；熱穩定性HN₃

 

HX（填“＞”或“＜”）．
（3）HN₃與硝酸銀溶液作用，可得一種不溶于水的白色固體，該固體加熱時，會發生爆炸．寫出該白色固體加熱爆炸的化學方程式：

 

．
（4）以金屬Cu、石墨作電極，以鹽酸、HN₃混合溶液作電解質溶液組成原電池，正極有氣泡產生；一段時間后電流減弱，在負極周圍滴入幾滴濃鹽酸后又使電流增大，寫出原電池的電極反應式，正極反應式

 

，負極反應式

 

．

Answer 1

考點：判斷簡單分子或離子的構型,非金屬在元素周期表中的位置及其性質遞變的規律,電解原理

專題：化學鍵與晶體結構,電化學專題

分析：（1）根據疊氮化鈉，化學式為NaN₃判斷HN₃的化學名稱為疊氮化氫或疊氮酸，與N₃^-互為等電子體的常見粒子有N₂O、CO₂等，根據等電子體的性質判斷；
（2）根據HN₃?H⁺+N₃^-，判斷疊氮酸為弱酸；鹵化氫除HF為弱酸，其余都為強酸，疊氮酸受撞擊就爆炸，熱穩定性與化學鍵的鍵型有關，π鍵不及σ鍵穩定；
（3）HN₃與硝酸銀溶液作用，可得一種不溶于水的白色固體為疊氮化銀，疊氮化銀分解生成銀和氮氣；
（4）根據原電池的工作原理解答，正極發生氧化反應，負極發生還原反應；

解答： 解：（1）根據疊氮化鈉，化學式為NaN₃判斷HN₃的化學名稱為疊氮化氫或疊氮酸，1個N含有7個電子，故N₃^-有22個電子，含有22個電子的多原子物質常見氣體有CO₂，等電子體的結構相似，CO₂為直線型分子結構式為O=C=O，則N₃^-的構型為直線形，三個N原子以直線相連，結構式為：[N=N=N]^-或[N-N=N]^-，
故答案為：疊氮化氫或疊氮酸；直線型；[N=N=N]^-，或[N-N=N]^-；
（2）疊氮酸在水中略有電離，為弱酸，HN₃?H⁺+N₃^-，鹵化氫除HF為弱酸，其余都為強酸，所以酸性HN₃＜HX，HN₃的結構式為N=N=N-H，分子中有一個三中心四電子的離域

π

4 3

鍵，HX中只有共價單鍵，所以熱穩定性HN₃＜HX，
故答案為：HN₃＜HX；HN₃＜HX；
（3）HN₃與硝酸銀溶液作用，發生復分解反應生成疊氮化銀和硝酸，疊氮化銀受熱分解生成銀和氮氣，化學方程式為：2AgN₃

△   .

2Ag+3N₂↑，
故答案為：2AgN₃

△   .

2Ag+3N₂↑；
（4）以金屬Cu、石墨作電極，以鹽酸、HN₃混合溶液作電解質溶液組成原電池，原電池的正極發生氧化反應，溶液中大量氫離子，氫離子得到電子所以正極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，一段時間后電流減弱，在負極周圍滴入幾滴濃鹽酸說明向負極提供氯離子，所以負極發生：Cu-e^-+C1^-=CuCl↓，
故答案為：正極：2H⁺+2e^-=H₂↑；負極：Cu-e^-+C1^-=CuCl↓；

點評：本題考查疊氮酸及其鹽的性質，側重分子結構與性質的考查，注意利用題干信息結合雜化等物質結構理論進行解答，題目難度較大．