Question

4．疊氮化物是一類重要化合物，氫疊氮酸（HN₃）是一種弱酸，如圖1為分子立體結(jié)構(gòu)示意圖．肼（N₂H₄）被亞硝酸氧化時(shí)便可生成氫疊氮酸（HN₃）：N₂H₄+HNO₂═2H₂O+HN₃．它的酸性類似于醋酸，可微弱電離出H⁺和N${\;}_{3}^{-}$．試回答下列問題：
（1）下列說法正確的是CDE（選填序號(hào)）．
A．酸性：HNO₂＞HNO₃
B．N₂H₄中兩個(gè)氮原子采用的都是sp²雜化
C．HN₃、H₂O都是極性分子
D．N₂H₄沸點(diǎn)高達(dá)113.5℃，說明肼分子間可形成氫鍵
E．疊氮酸HN₃的結(jié)構(gòu)式中①號(hào)、②號(hào)N的雜化方式分別為sp和sp²
（2）疊氮化物能與Fe³⁺、Cu²⁺及Co³⁺等形成配合物，如：[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄，在該配合物中鈷顯+3價(jià)，基態(tài)Fe原子有4個(gè)未成對電子．
（3）由疊氮化鈉（NaN₃）熱分解可得純N₂：2NaN₃（s）═2Na（l）+3N₂（g），下列說法正確的是BC（選填序號(hào)）．
A．NaN₃與KN₃結(jié)構(gòu)類似，前者晶格能較小
B．鈉晶胞結(jié)構(gòu)如圖2，晶胞中分?jǐn)?個(gè)鈉原子
C．氮的第一電離能大于氧
D．氮?dú)獬�溫下很穩(wěn)定，是因?yàn)榈�元素的電�?fù)性小
（4）與N${\;}_{3}^{-}$互為等電子體的分子有：CO₂、BeCl₂（寫出兩種），其中心原子的孤電子對數(shù)為0．

Answer 1

分析 （1）A、HNO₂為弱酸，而HNO₃是強(qiáng)酸；
B、N₂H₄中氮原子最外層有5個(gè)電子，形成三對共用電子對，另外還有一對孤電子對，氮原子采用的都是sp³雜化；
C、HN₃、H₂O中都有孤電子對，所以都是極性分子；
D、氫鍵主要存在于N、F、O三種元素的氫化物分子之間，可使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)變大，N₂H₄沸點(diǎn)高達(dá)113.5℃，可以說明肼分子間可形成氫鍵；
E、疊氮酸HN₃的結(jié)構(gòu)式中①號(hào)N為直線形、②號(hào)N為V型，據(jù)此判斷；
（2）在[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可以算得鈷的化合價(jià)，根據(jù)Fe原子的核外電子排布式確定未成對電子數(shù)；
（3）A、NaN₃與KN₃結(jié)構(gòu)類似，Na⁺半徑小于K⁺，所以NaN₃的晶格能比KN₃大；
B、鈉晶胞中，在8個(gè)頂點(diǎn)上各有一個(gè)原子，體心上還有一個(gè)，所以晶胞中鈉原子的個(gè)數(shù)為：8×$\frac{1}{8}$+1=2；
C、氮原子的最外層P軌道有3個(gè)電子，處于半充滿狀態(tài)，是一種較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以它的第一電離能大于氧；
D、氮?dú)獬�溫下很穩(wěn)定，是因?yàn)榈獨(dú)馐请p原子分子，兩個(gè)氮原子之間存在N≡N鍵，不易斷裂，與元素的電負(fù)性無關(guān)．
（4）在N^-₃中，價(jià)電子數(shù)為16，根據(jù)等電子體原理，可以寫出等電子體的分子．

解答 解：（1）A、HNO₂為弱酸，而HNO₃是強(qiáng)酸，故A錯(cuò)誤；
B、N₂H₄中氮原子最外層有5個(gè)電子，形成三對共用電子對，另外還有一對孤電子對，氮原子采用的都是sp³雜化，故B錯(cuò)誤；
C、HN₃、H₂O中都有孤電子對，所以都是極性分子，故C正確；
D、氫鍵主要存在于N、F、O三種元素的氫化物分子之間，可使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)變大，N₂H₄沸點(diǎn)高達(dá)113.5℃，可以說明肼分子間可形成氫鍵，故D正確．
E、疊氮酸HN₃的結(jié)構(gòu)式中①號(hào)N直線形則為sp、②號(hào)N為V型，則雜化方式sp²，故E正確；
故答案為：CDE；
（2）在[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可以算得鈷的化合價(jià)為：+3價(jià)，26號(hào)元素Fe基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，可知在3d上存在4個(gè)未成對電子；
故答案為：+3；4；
（3）A、NaN₃與KN₃結(jié)構(gòu)類似，Na⁺半徑小于K⁺，所以NaN₃的晶格能比KN₃大，故A錯(cuò)誤；
B、鈉晶胞中，在8個(gè)頂點(diǎn)上各有一個(gè)原子，體心上還有一個(gè)，所以晶胞中鈉原子的個(gè)數(shù)為：8×$\frac{1}{8}$+1=2，故B正確；
C、子的最外層P軌道有3個(gè)電子，處于半充滿狀態(tài)，是一種較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以它的第一電離能大于氧，故C正確；
D、常溫下很穩(wěn)定，是因?yàn)榈獨(dú)馐请p原子分子，兩個(gè)氮原子之間存在N≡N鍵，不易斷裂，與元素的電負(fù)性無關(guān)，故D錯(cuò)誤．
故選：BC；
（4）在N^-₃中，價(jià)電子數(shù)為16，根據(jù)等電子體原理，可以寫出與N^-₃互為電子體的分子為CO₂、BeCl₂等，其中心原子的孤電子對數(shù)為0；
故答案為：CO₂；BeCl₂；0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對原子的雜化方式、分子的空間結(jié)構(gòu)、等電子體、電子式等，具有一定的綜合性，對學(xué)生綜合能力有一定的要求，中等難度．