Question

氮元素可形成多种离子，如N^3-、N₃^-、NH₂^-、NH₄⁺、N₂H₅⁺、N₂H₆²⁺等．
（1）与N相邻的两种元素C、O，三者第一电离能由大到小为

N＞O＞C

（2）N≡N的键能为942kJ?mol^-1，N-N单键的键能为247kJ?mol^-1，说明N₂中的

π

键比

σ

键稳定（填“σ”或“π”）．
（3）液态氨可电离出NH₂^-．NH₂^-的电子式为

．
（4）已知NH₄H为离子化合物，写出其与重水D₂O反应的生成物（加热）

HD、NH₃、HDO

；Na₃N也为离子化合物，则Na₃N与水反应的化学方程式为

Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH

，反应类型为

水解反应

．
（5）X⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N^3-形成的晶体结构如图1所示．与同一个N^3-相连的X⁺有

6

个．X原子的基态电子排布式为

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4S¹

（6）最近科学家研制出某元素Z与N元素形成的晶体ZN，已知ZN晶体具有与NaCl相似的晶体结构．图2是从ZN晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断符合ZN晶体结构图的是

AD

．

Answer 1

分析：（1）同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级含有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，比较稳定，失去第一个电子需要的能量更多；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，则1个π键的键能为

942-247

2

kJ/mol=347.5kJ/mol，键能越高化学键越稳定，以此判断；
（3）NH₂^-可以看做NH₃失去1个H⁺，N原子越H原子之间形成1对共用电子对，N原子有2对孤对电子对；
（4）NH₄H为离子化合物，由铵根离子与氢负离子构成，与重水D₂O发生水解反应，铵根离子与重水电离的阴离子结合，氢负离子与重水电离的阳离子结合；
Na₃N为离子化合物，由钠离子与N^3-构成，与水发生水解反应，N^3-与水电离的氢离子结合，据此书写；
（5）X⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，故X元素原子核外电子数为2+8+18+1=29，为Cu元素，由晶胞结构可知，晶胞中白色球数目为8×

1

8

=1，黑色球为12×

1

4

=3，故白色球为N^3-，黑色球为Cu⁺，以N^3-为中心，在X、Y、Z三个轴上，在每个轴上等距离的Cu⁺有2个，根据核外电子排布规律书写Cu原子的基态电子排布式；
（6）根据氯化钠晶体中钠离子或氯离子的配位数判断其结构图是否正确，钠离子或氯离子的配位数都是6．

解答：解：（1）同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级含有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，比较稳定，失去第一个电子需要的能量更多，故第一电离能N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，则1个π键的键能为

942-247

2

kJ/mol=347.5kJ/mol，则N₂中的π键键能大于σ键键能，π键较稳定，故答案为：π；σ；
（3）NH₂^-可以看做NH₃失去1个H⁺，N原子越H原子之间形成1对共用电子对，N原子有2对孤对电子对，NH₂^-电子式为，故答案为：；
（4）NH₄H为离子化合物，与重水D₂O加热发生反应NH₄H+D₂O

△  .

HD↑+NH₃↑+HDO；
Na₃N也为离子化合物，Na₃N与水反应的化学方程式为 Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH，属于水解反应，
故答案为：HD、NH₃、HDO，Na₃N+3H₂O=NH₃↑+3NaOH，水解反应；
（5）X⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，故X元素原子核外电子数为2+8+18+1=29，为Cu元素，由晶胞结构可知，晶胞中白色球数目为8×

1

8

=1，黑色球为12×

1

4

=3，故白色球为N^3-，黑色球为Cu⁺，以N^3-为中心，在X、Y、Z三个轴上，在每个轴上等距离的Cu⁺有2个，故故同一个N^3-相连的X⁺有6个，
铜为29号元素，原子核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4S¹，
故答案为：6，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4S¹；
（5）一个晶胞中阳离子的个数为12×=3，阴离子个数为：8×=1，然后求出两者的个数之比为3：1；根据以Xn-为中心，在X、Y、Z三个轴上，在每个轴上等距离的C+有2个，共6个
（6）由于在NaCl晶体中，每个Na⁺周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl^-同样每个Cl^-周围同时吸引着最近的等距离的6个Na⁺，图A符合条件，图D中选取其中一个离子，然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子，所以其配位数也是6，故符合条件，故答案为：AD．

点评：本题综合性较大，考查电离能、化学键与键能关系、常用化学用语书写、核外电子排布规律、晶胞结构与计算等，需要学生具备扎实的知识，难度中等，注意（6）中识记中学常见晶胞结构．