Question

【题目】叠氮化物是一类重要化合物，在炸药、磁性化合物研究、微量元素测定方面越来越引起人们的重视，其中氢叠氮酸(HN3)是一种弱酸，分子结构示意图可表示为：

联氨被亚硝酸氧化时便可生成氢叠氮酸(HN3)：N2H4+HNO2=2H2O+HN3，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H+和N3-。试回答下列问题：

(1)从成键原子的电负性角度，HN3中含有的共价键类型为_______________，分子的极性为_____________。

(2)叠氮化物能与Fe3+、Cu2+、Co3+等形成配合物，如：Co[(N3)(NH3)5]SO4，在该配合物中钴显_________价，根据价层互斥理论可知SO42-空间形状为______________，写出钴原子在基态时的核外电子排布式_____________。

(3)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2：2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g)，有关说法正确的是__________(选填序号)

A.NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小

B.钠晶胞结构如图，晶胞中分摊2个钠原子

C.氮的第一电离能大于氧

D.氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小

(4)与N3-互为等电子体的分子有___________________ (举2例）

(5)人造立方氮化硼的硬度仅次于金刚石而远远高于其他材料，因此它与金刚石统称为超硬材料。立方氮化硼晶胞如图所示，试分析：

①该晶体的类别为____________晶体。

②晶体中每个N同时吸引________个B。

③设该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1，晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的B之间的距离为___________cm。

Answer 1

【答案】 极性键、非极性键 极性分子 +3 正四面体 ls22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 BC N2O、CO2、CS2、BeF2等 原子 4

【解析】(1) HN3中含有的共价键有H-N极性键和N=N非极性键，根据结构可知，该分子为V形分子，电荷分布不均匀，属于极性分子，故答案为：极性键、非极性键；极性分子；

(2)该配合物中叠氮酸根离子为-1价、硫酸根离子为-2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0知，Co元素化合价为+3价；硫酸根离子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断硫酸根离子空间构型为正四面体形；Co是27号元素，其原子核外有27个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2，故答案为：+3；正四面体；1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；

(3)A．NaN3与KN3结构类似，且二者都是离子晶体，晶格能与离子半径成反比，钾离子半径大于钠离子，所以前者晶格能大于后者，故错误；B．晶胞中Na原子个数=8×+1=2，故正确；C．同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能N＞O，故正确；D．氮气分子中含有氮氮三键，键能较大，性质较稳定，故错误；故选BC；

(4)原子个数相等价电子数相等的微粒互为等电子体，与N3-互为等电子体的分子有N2O、CO2、CS2、BeF2等，故答案为：N2O、CO2、CS2、BeF2等；

(5)①原子晶体硬度大，该晶体硬度大，所以为原子晶体，故答案为：原子；

②每个N原子同时吸引4个B原子，所以其配位数是4，故答案为：4；

③晶体中两个距离最近的B之间的距离为晶胞棱长的倍，晶胞棱长=，则晶体中两个距离最近的B之间的距离=×cm=×cm=cm，故答案为：。