Question

1．疊氮化物是一類重要化合物，氫疊氮酸（HN₃）是一種弱酸，如圖為分子結構示意圖1．肼（N₂H₄）被亞硝酸氧化時便可生成氫疊氮酸（HN₃）：N₂H₄+HNO₂═2H₂O+HN₃．它的酸性類似于醋酸，可微弱電離出H⁺和N₃^-．
試回答下列問題：
（1）下列說法正確的是CD（選填序號）．
A．酸性：HNO₂＞HNO₃
B．N₂H₄中兩個氮原子采用的都是sp²雜化
C．HN₃、H₂O都是極性分子
D．N₂H₄沸點高達113.5℃，說明肼分子間可形成氫鍵
（2）疊氮化物能與Fe³⁺、Cu²⁺及Co³⁺等形成配合物，如：[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄，在該配合物中鈷顯+3價，根據價層電子對互斥理論可知SO₄^2-的立體構型為正四面體形，基態Fe原子有4個未成對電子，可用硫氰化鉀檢驗Fe³⁺，形成的配合物的顏色為血紅色．
（3）由疊氮化鈉（NaN₃）熱分解可得純N₂：2NaN₃（s）═2Na（l）+3N₂（g），下列說法正確的是BC（選填序號）．
A．NaN₃與KN₃結構類似，前者晶格能較小
B．鈉晶胞結構如圖2，晶胞中分攤2個鈉原子
C．氮的第一電離能大于氧
D．氮氣常溫下很穩定，是因為氮元素的電負性小
（4）與N₃^-互為等電子體的分子有：CO₂、BeCl₂（舉二例），寫出其中之一的電子式．

Answer 1

分析 （1）A、HNO₂為弱酸，而HNO₃是強酸；
B、N₂H₄中氮原子最外層有5個電子，形成三對共用電子對，另外還有一對孤電子對，氮原子采用的都是sp³雜化；
C、HN₃、H₂O中都有孤電子對，所以都是極性分子；
D、氫鍵主要存在于N、F、O三種元素的氫化物分子之間，可使物質的熔沸點變大，N₂H₄沸點高達113.5℃，可以說明肼分子間可形成氫鍵．
（2）在[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中，根據化合價代數和為零，可以算得鈷的化合價，SO^2-₄中S原子采用sp³雜化方式，可知SO^2-₄的立體構型為正四面體，根據Fe原子的核外電子排布式確定未成對電子數，失去電子變為鐵離子時，先失去4s上的電子后失去3d上的電子，硫氰化鐵為血紅色；
（3）A、NaN₃與KN₃結構類似，Na⁺半徑小于K⁺，所以NaN₃的晶格能比KN₃大；
B、鈉晶胞中，在8個頂點上各有一個原子，體心上還有一個，所以晶胞中鈉原子的個數為：8×$\frac{1}{8}$+1=2；
C、氮原子的最外層P軌道有3個電子，處于半充滿狀態，是一種較穩定結構，所以它的第一電離能大于氧；
D、氮氣常溫下很穩定，是因為氮氣是雙原子分子，兩個氮原子之間存在N≡N鍵，不易斷裂，與元素的電負性無關．
（4）在N^-₃中，價電子數為16，根據等電子體原理，可以寫出等電子體的分子；根據共價化合物的電子式書寫方法分析．

解答 解：（1）A、HNO₂為弱酸，而HNO₃是強酸，故A錯誤；
B、N₂H₄中氮原子最外層有5個電子，形成三對共用電子對，另外還有一對孤電子對，氮原子采用的都是sp³雜化，故B錯誤；
C、HN₃、H₂O中都有孤電子對，所以都是極性分子，故C正確；
D、氫鍵主要存在于N、F、O三種元素的氫化物分子之間，可使物質的熔沸點變大，N₂H₄沸點高達113.5℃，可以說明肼分子間可形成氫鍵，故D正確．
故答案為：CD；
（2）在[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中，根據化合價代數和為零，可以算得鈷的化合價為：+3價，SO^2-₄中S原子采用sp³雜化方式，可知SO^2-₄的立體構型為正四面體；26號元素Fe基態原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，可知在3d上存在4個未成對電子，硫氰化鐵為血紅色；．
故答案為：+3；正四面體；4；血紅色；
（3）A、NaN₃與KN₃結構類似，Na⁺半徑小于K⁺，所以NaN₃的晶格能比KN₃大，故A錯誤；
B、鈉晶胞中，在8個頂點上各有一個原子，體心上還有一個，所以晶胞中鈉原子的個數為：8×$\frac{1}{8}$+1=2，故B正確；
C、子的最外層P軌道有3個電子，處于半充滿狀態，是一種較穩定結構，所以它的第一電離能大于氧，故C正確；
D、常溫下很穩定，是因為氮氣是雙原子分子，兩個氮原子之間存在N≡N鍵，不易斷裂，與元素的電負性無關，故D錯誤．
故答案為B：C；
（4）在N^-₃中，價電子數為16，根據等電子體原理，可以寫出與N^-₃互為電子體的分子為CO₂、BeCl₂等，二氧化碳為共價化合物，其電子式為．
故答案為：CO₂；BeCl₂； ．

點評 本題考查了學生對原子的雜化方式、分子的空間結構、等電子體、電子式等，具有一定的綜合性，對學生綜合能力有一定的要求．中等難度．