Question

【题目】氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。回答下列问题:

(1)基态氮原子的价电子排布图是______________。

(2)B、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是__________。

(3)NaNO2中氮原子的杂化方式是____________,阴离子的立体构型是__________。

(4)NF3的键角____________NH3的键角(填“<”“>”或“=”),原因是____________。

(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_______mol配位键。

(6)安全气囊的设计原理为6NaN3+Fe2O33Na2O+2Fe+9N2↑。

①该反应中元素的电负性由大到小的顺序是____________;

②Na2O的晶胞结构如图所示,晶胞边长为566 pm,晶胞中氧离子的配位数为____________,Na2O晶体的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出结果)。

Answer 1

【答案】 N>O>B sp2 V形 < 氨中氮的周围电子云密度大斥力大，所以键角大，而NF3中氮周围三对成键电子云远离氮，斥力小，所以键角小 2mol O＞N＞Fe＞Na 8 248/(NA×566×10-30)

【解析】

（1）氮原子的核电荷数为7，价电子为2s22p3；据此画出价电子排布图；

（2）同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,氮元素原子2p轨道为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素；据此分析；

（3）氮原子的孤电子对数为1，与之相连的氧原子有2，二者之和为1+2=3,则氮原子为sp2杂化，据此判断阴离子的空间构型；

（4）F元素电负性比H大, NF3中N周围电子云密度小于NH3中N周围电子云密度, 电子云密度大，斥力大，所以键角大，据此分析；

（5）NH4BF4中NH4+、BF4-均含有1个配位键，据此分析；

（6）非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，据此判断四种元素电负性大小；晶胞中白色球数目为8×1/8+6×1/2=4，黑色球数目为8，故白色球为O原子，黑色球为Na原子，根据原子配位数与原子数目成反比求出O原子配位数；先求出晶胞质量, 再根据ρ=m/V计算晶体密度。

(1)氮原子的核电荷数为7，核外电子排布为：1s22s22p3，价电子排布图是；综上所述，本题答案是：。

(2) 同周期随原子序数增大,元素第一电离能呈增大趋势,氮元素原子2p轨道为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能N>O>B；综上所述，本题答案是：N>O>B；

(3)氮原子的孤电子对数为1，与之相连的氧原子有2，二者之和为1+2=3,则氮原子为sp2杂化，由于氮原子含有1个孤电子对，所以NO2-的立体构型是V形；综上所述，本题答案是：sp2，V形。

（4）F元素电负性比H大, NF3中N周围电子云密度小于NH3中N周围电子云密度, 电子云密度大，斥力大，所以键角大，因此 NF3的键角< NH3的键角；因此，本题正确答案是: < ；氨中氮的周围电子云密度大斥力大，所以键角大，而NF3中氮周围三对成键电子云远离氮，斥力小，所以键角小。

(5) NH4BF4中NH4+、BF4-均含有1个配位键, 1 mol NH4BF4含有2mol配位键；因此，本题正确答案是:2mol。
（6）该反应中元素有：O、N、Fe、Na，非金属性越强，元素电负性越大，非金属性O>N，所以电负性O>N；金属性越强，元素电负性越小，金属性钠大于铁，所以电负性：Fe＞Na；因此所以四种元素电负性大小顺序：O＞N＞Fe＞Na；晶胞中白色球数目为8×1/8+6×1/2=4，黑色球数目为8，故白色球为O原子，黑色球为Na原子，钠原子配位数为4，而原子配位数与原子数目成反比,故O原子配位数为4×2=8；Na2O晶胞中含有4个Na2O，所以晶胞质量为4×62/NAg,则晶体密度[4×62/ NA]÷(566×10-10)3= 248/(NA×566×10-30)；综上所述，本题答案是：O＞N＞Fe＞Na；8；248/(NA×566×10-30)。