Question

9．三氟化氮是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，在半導體加工，太陽能電池制造和液晶顯示器制造中得到廣泛應用． NF₃是一種三角錐型分子，鍵角102°，沸點-129℃；可在銅的催化作用下由F₂和過量NH₃反應得到．
（1）寫出制備 NF₃的化學反應方程式：4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄ 
（2）NF₃的沸點比NH₃的沸點（-33℃）低得多的主要原因是NH₃能形成氫鍵，NF₃只有范德華力
（3）與銅屬于同一周期，且未成對價電子數最多的元素基態原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹（或[Ar]3d⁵4s¹）
（4）理論上HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物質的量之比恰好反應生成HCl、H₂O和一種微溶于水的重要原料，該物質含有三種元素，則該物質的化學式為Na₃AlF₆其中心離子是Al，配位數為6．
（5）根據下列五種元素的第一至第四電離能數據（單位：kJ•mol^-1 ），回答下面各題：

元素代號	I1	I2	I3	I4
Q	2080	4000	6100	9400
R	500	4600	6900	9500
S	740	1500	7700	10500
T	580	1800	2700	11600
U	420	3100	4400	5900

①在周期表中，最可能處于同一族的是R和U．
②T元素最可能是P區元素．若T為第二周期元素，E是第三周期元素中原子半徑最小的元素，則T、E形成化合物的空間構型為平面正三角形，其中心原子的雜化方式為sp²．

Answer 1

分析 （1）根據反應物和生成物以及質量守恒定律可寫出反應的化學方程式；
（2）NH₃存在氫鍵，而NF₃只存在分子間作用力，二者中NH₃沸點較高；
（3）根據與銅在同一周期，且未成對價電子數最多，可推知外層價電子排布為3d⁵4s¹，應為Cr；
（4）根據題意可寫出反應的化學方程式：6HF+NaAl0₂+2NaCl═2HCl+2H₂O+Na₃AlF₆，Na₃AlF₆中心離子為Al，配位數為6；
（5）根據電離能的跳躍確定最外層有幾個電子，然后根據得失電子規律，同一主族從上到下電離能依次遞減，同一周期從左到右電離能依次遞增，以此來確定在周期表中的位置．

解答 解：（1）根據反應物和生成物以及質量守恒定律可知反應還應有NH₄F生成，
故答案為：4NH₃+3F₂=NF₃+3NH₄F；
（2）NH₃存在氫鍵，而NF₃只存在分子間作用力，兩種作用力前者較強，物質的沸點較高，
故答案為：NH₃能形成氫鍵，NF₃只有范德華力；
（3）與銅在同一周期，且未成對價電子數最多，可推知外層價電子排布為3d⁵4s¹，應為Cr，原子序數為24，根據能量最低原理、構造原理、洪特規則可寫出電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹（或[Ar]3d⁵4s¹）；
（4）有題意可知該反應的化學方程式應為：6HF+NaAl0₂+2NaCl═2HCl+2H₂O+Na₃AlF₆，該微溶物為：Na₃AlF₆，中心離子為Al，配位數為6，
故答案為：Na₃AlF₆；Al；6；
（5）①根據電離能的跳躍確定最外層有幾個電子，表中R和U的第一電離能較小，但跳躍至第二電離能時突然變大，說明失去一個電子后變為穩定結構，最外層有一個電子，故R和U處于同族，
故答案為：R；U；
②由T元素電離能的變化可知T最外層有三個電子，位于周期表中第ⅢA族，在P區，若T為第二周期元素，應為B元素，E是第三周期元素中原子半徑最小的元素，應為Cl元素，二者形成的化合物為BCl₃，根據價層電子對模型可知應為平面正三角形結構，中心原子的雜化方式為 sp²雜化，
故答案為：P；平面正三角形；sp²．

點評 本題考查物質結構與性質知識，涉及到電子排布式的書寫、電離能等問題，做題時注意抓住題目提供的信息，如本題中的“與銅在同一周期，且未成對價電子數最多”以及利用電離能的跳躍值判斷最外層電子數等問題．