Question

5．氮是地球上極為豐富的元素．
（1）Li₃N晶體中氮以N^3-存在，基態(tài)N^3-的核外電子的軌道表示式為．
（2）N≡N的鍵能為942kJ/mol，N-N單鍵的鍵能為247kJ/mol，計(jì)算說明N₂中的π鍵比σ鍵穩(wěn)定（填“σ”“π”）．
（3）根據(jù)表數(shù)據(jù)，寫出氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨氣的熱化學(xué)方程式N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．

化學(xué)鍵	N-N	N=N	N≡N	N-H	H-H
鍵能/kJ•mol-1	159	418	946	391	436

Answer 1

分析 （1）N^3-離子原子核外共有10個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理可寫出電子排布式，再用泡利原理畫出核外電子排布圖；
（2）N≡N中含有2個(gè)π鍵，1個(gè)σ鍵，已知N≡N鍵能為942kJ/mol，N-N單鍵鍵能為247kJ/mol，計(jì)算出1個(gè)π鍵的鍵能再判斷；
（3）化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物總鍵能減生成物總鍵能．

解答 解：（1）N原子原子序數(shù)為7，N^3-離子原子核外共有10個(gè)電子，且最外層達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，根據(jù)能量最低原理可寫出電子排布式1s²2s²2p⁶，每個(gè)軌道最多只能容納兩個(gè)電子，且自旋相反配對(duì)，則用軌道表示即核外電子排布圖為：；
故答案為：；
（2）N≡N中含有2個(gè)π鍵，1個(gè)σ鍵，已知N≡N鍵能為942kJ/mol，N-N單鍵鍵能為247kJ/mol，則1個(gè)π鍵的鍵能為$\frac{942-247}{2}$kJ/mol=347.5kJ/mol，則N₂中的π鍵鍵能大于σ鍵鍵能，較穩(wěn)定，
故答案為：π；σ；
（3）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，對(duì)于反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g），
反應(yīng)熱△H=3×436 kJ/mol+946kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92kJ/mol，即熱化學(xué)方程式是N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了核外電子排布圖的書寫、化學(xué)鍵的穩(wěn)定性判斷、熱化學(xué)方程式的書寫，難點(diǎn)是化學(xué)鍵穩(wěn)定性的判斷，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，意在鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的答題能力和學(xué)習(xí)效率．