Question

19．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N₃^-．
試回答下列問(wèn)題：
（1）下列說(shuō)法正確的是CD（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(shuō)明肼分子間可形成氫鍵
（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)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知SO₄^2-的立體構(gòu)型為正四面體形，基態(tài)Fe原子有4；個(gè)未成對(duì)電子，可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe³⁺，形成的配合物的顏色為血紅色．
（3）由疊氮化鈉（NaN₃）熱分解可得純N₂：2NaN₃（s）═2Na（l）+3N₂（g），下列說(shuō)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N₃^-互為等電子體的分子有：CO₂、BeCl₂（舉二例），寫(xiě)出其中之一的電子式．

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(duì)共用電子對(duì)，另外還有一對(duì)孤電子對(duì)，氮原子采用的都是sp³雜化；
C．HN₃、H₂O中都有孤電子對(duì)，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(shuō)明肼分子間可形成氫鍵．
（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)，SO₄^2-中S原子采用sp³雜化方式，可知SO^2-₄的立體構(gòu)型為正四面體，根據(jù)Fe原子的核外電子排布式確定未成對(duì)電子數(shù)，失去電子變?yōu)殍F離子時(shí)，先失去4s上的電子后失去3d上的電子，硫氰化鐵為血紅色；
（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(wú)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(xiě)出等電子體的分子；根據(jù)共價(jià)化合物的電子式書(shū)寫(xiě)方法分析．

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(duì)共用電子對(duì)，另外還有一對(duì)孤電子對(duì)，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(duì)，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(shuō)明肼分子間可形成氫鍵，故D正確．
故答案為：CD；
（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)，SO₄^2-中S原子采用sp³雜化方式，可知SO₄^2-的立體構(gòu)型為正四面體；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(duì)電子，硫氰化鐵為血紅色；．
故答案為：+3；正四面體；4；血紅色；
（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(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．
故答案為：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(xiě)出與N^-₃互為電子體的分子為CO₂、BeCl₂等，二氧化碳為共價(jià)化合物，其電子式為，
故答案為：CO₂；BeCl₂； ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子的雜化方式、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(duì)學(xué)生綜合能力有一定的要求，題目中等難度．