Question

16．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(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有3mol，N₂H₄的沸點比C₂H₆的主要原因是N₂H₄間能形成分子間氫鍵．
（2）F₂和過量NH₃在銅催化作用下反應(yīng)生成NF₃，NF₃分子的空間構(gòu)型為三角錐形．
（3）鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)物之一的晶胞結(jié)構(gòu)見圖．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂．


（4）疊氮化鈉（NaN₃）分解反應(yīng)為：2NaN₃（s）=2Na（l）+3N₂（g），下列有關(guān)說法正確的是
c（填序號）．
a．常溫下，N₂很穩(wěn)定，是因為N的電離能大
b．鈉晶胞結(jié)構(gòu)見圖2，每個晶胞含有5個鈉原子
c．第一電離能（I₁）：N＞O＞P＞S
d．NaN₃與KN₃結(jié)構(gòu)類似，晶格能：NaN₃＜KN₃
（5）配合物Y的結(jié)構(gòu)見圖3，Y中含有a b c d（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sp²、sp³．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，生成1.5molN₂，根據(jù)結(jié)構(gòu)式N≡N判斷；分子間含有氫鍵的沸點較高；
（2）根據(jù)分子中δ鍵和孤電子對數(shù)判斷雜化類型和分子的空間構(gòu)型；
（3）鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應(yīng)生成氮氣和氮化鐵，利用均攤法確定氮化鐵的化學(xué)式，根據(jù)溫度、反應(yīng)物和生成物寫出反應(yīng)方程式；
（4）a．根據(jù)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(shù)；
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(jù)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；根據(jù)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(yīng)中有4mol-H鍵斷裂，即有1mol肼參加反應(yīng)，生成1.5mol氮氣，所以形成的π鍵有1.5mol×2=3mol，N₂H₄分子間可形成氫鍵，而乙烷分子間不能形成氫鍵，分子間含有氫鍵的沸點較高，所以N₂H₄沸點（113.5℃）比乙烷沸點（-88.6℃）高得多，
故答案為：3；N₂H₄間能形成分子間氫鍵；
（2）NF₃中含有3個δ鍵，且孤電子對數(shù)為$\frac{5-3}{2}$=1，則應(yīng)為sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：三角錐形；
（3）該晶胞中鐵原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$，氮原子個數(shù)是1，所以氮化鐵的化學(xué)式是Fe₄N，鐵和氨氣在640℃可發(fā)生置換反應(yīng)生成氮氣和氮化鐵，所以該反應(yīng)方程式為：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂，
故答案為：8Fe+2NH₃$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe₄N+3H₂；
（4）a．氮氣中存在N≡N，N≡N的鍵能很大，不容易斷裂，所以N₂很穩(wěn)定，故a錯誤；
b．鈉晶胞中Na占據(jù)8個頂點和中心，根據(jù)均攤法確定其晶胞中的原子數(shù)為：8×$\frac{1}{8}$+1=2，故b錯誤；
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：c；
（5）根據(jù)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，根據(jù)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：abcd；sp³、sp²．

點評 本題綜合性較強，涉及化學(xué)鍵、雜化軌道、晶胞計算等，題目難度中等，注意運用雜化理論推導(dǎo)分子構(gòu)型，為易錯點，側(cè)重于考查學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力．