【题目】【化学-选修3:物质结构与性质】
南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐,使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请根据材料回答以下问题:
(1)N、O、F三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____(填元素符号);与N2互为等电子体的全氧离子化学式为_______;具有空间网状结构的高聚氮结构如图一所示,则N70的沸点_____(填“>”、“<”或“=”)高聚氮的沸点,原因是_________________;N70和高聚氮属于_____(选填序号)。
A.同素异形体 B.同分异构体 C.同位素 D.同系物
(2)叠氮化物是研究较早的含全氮阴离子的化合物,如:氢叠氮酸(HN3)、叠氮化钠(NaN3) 等。叠氮化物能形成多种配合物,在[Co(N3)(NH3)5]SO4,其中钴显____价,它的配体是____,SO42-的立体构型为___________。
(3)HN3是一种全氮阴离子酸,可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得。下列说法正确的是____。
A.酸性:HNO2>HNO2
B. N2H4分子中N原子均采取sp3杂化
C. NaN3的晶格能小于KN3的晶格能
D.上述生成氢叠氮酸的化学方程式为N2H4+HNO2=2H2O+HN3
(4)N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质,已知阳离子由5个氮原子排列成V 形,每个氮原子均达到八电子稳定结构,则阳离子的电子式为_______。
(5)一种氮铁化合物的结构如图二所示,若图中六棱柱的体积为Vcm3, 用NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为______。
【答案】 F>N>O O22+ < N70是分子晶体,高聚氮是原子晶体 A +3 N3-、NH3 正四面体; BD
【解析】(1)N、O、F三种元素均为第二周期元素,通常第一电离能随核电荷数增大呈递增的趋势,但N的3p轨道为半充满结构相对稳定,则三种元素第一电离能由大到小的顺序为F>N>O;等电子体应具有相同的原子数目且价电子数相等,则与N2互为等电子体的全氧离子化学式为O22+ ;N70是分子晶体,而高聚氮为原子晶体,则高聚氮的沸点>N70的沸点;N70和高聚氮均为氮元素的不同单质,两者属于同素异形体;
(2)配合物Co[(N3)(NH3)5]SO4中存在SO42-、N3-、NH3,根据正负化合价代数和为0,可知Co为+3价,其中Co的配体为N3-、NH3,硫酸根中心原子的价层电子对为:孤对电子数=0,成键电子对数4,所以为正四面体结构,中心原子为sp3杂化;
(3)A.HNO2为弱酸,而HNO3是强酸,故A错误;B.N2H4中氮原子最外层有5个电子,形成三对共用电子对,另外还有一对孤电子对,氮原子采用的都是sp3杂化,故B正确;C.NaN3与KN3结构类似,Na+半径小于K+,所以NaN3的晶格能比KN3大,故C错误;D.肼(N2H4)被HNO2氧化得氢叠氮酸,此反应的化学方程式为N2H4+HNO2=2H2O+HN3,故D正确;答案为BD;
(4)全氮阳离子由5个氮原子排列成V 形,每个氮原子均达到八电子稳定结构,可知阳离子的电子式为;
(5)该晶体中Fe的原子个数为12×+2×+3=6,N原子数为2,则1mol晶胞的质量为(56×6+14×2)g=364g,则该晶体的密度为=。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】X、Y、Z、R、W是原子序数递增的五种短周期主族元素,周期数之和为11,其中Y元素最高化合价与最低化合价代数和为2, Z和R可形成R2Z和R2Z2型化合物,R是五种元素中原子半径最大的,Z和W是同族元素,下列说法错误的是
A. 简单离子半径人小顺序为:W>Z>R
B. X2Z2的电子式为:
C. X2Z的沸点比X2W的沸点高
D. Y元素最高价氧化物的水化物浓溶液可以用铝制容器盛装
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将下列各组物质按单质、氧化物、酸、碱、盐分类顺序排列,其中正确的是
A.银、干冰、硫酸、烧碱、食盐
B.碘酒、冰、盐酸、烧碱、食盐
C.氢气、氧化铜、硝酸、纯碱、硝酸钾
D.铜、氢氧化铝、醋酸、石灰水、氯化铜
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关物质的性质和应用都正确的是( )
A.MgO、Al2O3熔点高,都可用于制作耐火材料
B.氨气显碱性,可用碱石灰或无水CaCl2干燥
C.氢氟酸具有强酸性,可用于雕刻玻璃
D.铜的活动性比铁弱,可在海轮外壳上装铜块以减缓海轮腐蚀
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】具有下列外围电子排布式的基态原子中,能形成AB2型离子化合物的是( )
A. 2s22p2与2s22p4B. 3s23p4与2s22p4
C. 3s2与3s23p1D. 3s2与2s22p5
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】二甲醚和乙醇是同分异构体,其鉴别可采用化学方法及物理方法,下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是
A. 利用金属钠或者金属钾 B. 利用红外光谱法
C. 利用质谱法 D. 利用核磁共振氢谱
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