Question

17．氮元素可形成氫化物、鹵化物、氮化物、疊氮化物和配合物等多種化合物．
（1）肼（N₂H₄）可用作火箭燃料，其原理是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g），若反應中有4mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有3mol．
（2）F₂和過量NH₃在銅催化作用下反應生成NF₃，NF₃分子的空間構型為三角錐形．
（3）鐵和氨氣在640℃可發生置換反應，產物之一的晶胞結構見圖1．寫出該反應的化學方程式：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂．

（4）疊氮化鈉（NaN₃）分解反應為：2NaN₃（s）═2Na（l）+3N₂（g），下列有關說法正確的是bc（填序號）．
a．常溫下，N₂很穩定，是因為N的電負性大
b．鈉晶胞結構見圖2，每個晶胞含有2個鈉原子
c．第一電離能（I₁）：N＞O＞P＞S
d．NaN₃與KN₃結構類似，晶格能：NaN₃＜KN₃
（5）配合物Y的結構見圖3，Y中含有abcd（填序號）；
a．極性共價鍵    b．非極性共價鍵    c．配位鍵    d．氫鍵
Y中碳原子的雜化方式有sp³、sp²．

Answer 1

分析 （1）反應中有4mol N-H鍵斷裂，生成1.5molN₂，根據結構式N≡N判斷；
（2）根據分子中δ鍵和孤電子對數判斷雜化類型和分子的空間構型；
（3）鐵和氨氣在640℃可發生置換反應生成氮氣和氮化鐵，利用均攤法確定氮化鐵的化學式，根據溫度、反應物和生成物寫出反應方程式；
（4）a．根據氮氣中的共價鍵分析；
b．利用均攤法確定其晶胞中的原子數；
c．非金屬性越強，第一電離能越大，同周期從左到右第一電離能增大，第IIA與第IIIA，第VA族與第VIA反常；
d．離子半徑越小，晶格能越大；
（5）根據圖可知碳碳間、碳氮間為共價鍵，氮鎳間為配位鍵，氧氫間有氫鍵；
（6）根據碳原子成鍵類型判斷．

解答 解：（1）1mol氮氣分子中含有2molπ鍵，若該反應中有4mol-H鍵斷裂，即有1mol肼參加反應，生成1.5mol氮氣，所以形成的π鍵有1.5mol×2=3mol，
故答案為：3mol；
（2）NF₃中含有3個δ鍵，且孤電子對數為$\frac{5-3}{2}$=1，則應為sp³雜化，空間構型為三角錐形，
故答案為：三角錐形；
（3）該晶胞中鐵原子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氮原子個數是1，所以氮化鐵的化學式是Fe₄N，鐵和氨氣在640℃可發生置換反應生成氮氣和氮化鐵，所以該反應方程式為：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂，
故答案為：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂；
（4）a．氮氣中存在N≡N，N≡N的鍵能很大，不容易斷裂，所以N₂很穩定，故a錯誤；
b．鈉晶胞中Na占據8個頂點和中心，根據均攤法確定其晶胞中的原子數為：8×$\frac{1}{8}$+1=2，故b正確；
c．非金屬性越強，第一電離能越大，同周期從左到右第一電離能增大，第IIA與第IIIA，第VA族與第VIA反常，所以第一電離能：N＞O＞P＞S，故c正確；
d．離子半徑越小，晶格能越大，半徑：Na⁺＜K⁺，則晶格能：NaN₃＞KN₃，故d錯誤；
故答案為：bc；
（5）根據圖可知碳碳間形成非極性共價鍵、碳氮間為極性共價鍵，氮鎳間為配位鍵，氧氫間形成氫鍵，
故選：abcd；
（6）根據圖可知，碳碳間形成單鍵，為sp³雜化，有的碳碳間形成雙鍵，為sp²雜化，
故答案為：sp³、sp²．

點評 本題綜合性較大，涉及晶體、化學鍵、雜化軌道、晶胞計算等，題目難度大，注意運用雜化理論推導分子構型，為易錯點，側重于考查學生對所學知識的綜合應用能力．