Question

2010年浙江省高考理綜化學卷第25題，考查了汽車安全氣囊中的化學物質(zhì)成分，其中一種是疊氮化鈉，化學式為NaN₃，屬鹽類物質(zhì)．HN₃?H⁺+N₃^-，N₃^-可稱為類鹵離子．回答下列問題：
（1）HN₃的化學名稱為

 

；N₃^-與中學課本中學過的一種常見氣體分子互為等電子體（等電子體結(jié)構(gòu)相似），寫出N₃^-的空間構(gòu)型

 

，結(jié)構(gòu)式為

 

．
（2）酸性HN₃

 

（填“＞”或“＜”）HX（鹵化氫）；熱穩(wěn)定性HN₃

 

HX（填“＞”或“＜”）．
（3）HN₃與硝酸銀溶液作用，可得一種不溶于水的白色固體，該固體加熱時，會發(fā)生爆炸．寫出該白色固體加熱爆炸的化學方程式：

 

．
（4）以金屬Cu、石墨作電極，以鹽酸、HN₃混合溶液作電解質(zhì)溶液組成原電池，正極有氣泡產(chǎn)生；一段時間后電流減弱，在負極周圍滴入幾滴濃鹽酸后又使電流增大，寫出原電池的電極反應式，正極反應式

 

，負極反應式

 

．

Answer 1

考點：判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律,電解原理

專題：化學鍵與晶體結(jié)構(gòu),電化學專題

分析：（1）根據(jù)疊氮化鈉，化學式為NaN₃判斷HN₃的化學名稱為疊氮化氫或疊氮酸，與N₃^-互為等電子體的常見粒子有N₂O、CO₂等，根據(jù)等電子體的性質(zhì)判斷；
（2）根據(jù)HN₃?H⁺+N₃^-，判斷疊氮酸為弱酸；鹵化氫除HF為弱酸，其余都為強酸，疊氮酸受撞擊就爆炸，熱穩(wěn)定性與化學鍵的鍵型有關，π鍵不及σ鍵穩(wěn)定；
（3）HN₃與硝酸銀溶液作用，可得一種不溶于水的白色固體為疊氮化銀，疊氮化銀分解生成銀和氮氣；
（4）根據(jù)原電池的工作原理解答，正極發(fā)生氧化反應，負極發(fā)生還原反應；

解答： 解：（1）根據(jù)疊氮化鈉，化學式為NaN₃判斷HN₃的化學名稱為疊氮化氫或疊氮酸，1個N含有7個電子，故N₃^-有22個電子，含有22個電子的多原子物質(zhì)常見氣體有CO₂，等電子體的結(jié)構(gòu)相似，CO₂為直線型分子結(jié)構(gòu)式為O=C=O，則N₃^-的構(gòu)型為直線形，三個N原子以直線相連，結(jié)構(gòu)式為：[N=N=N]^-或[N-N=N]^-，
故答案為：疊氮化氫或疊氮酸；直線型；[N=N=N]^-，或[N-N=N]^-；
（2）疊氮酸在水中略有電離，為弱酸，HN₃?H⁺+N₃^-，鹵化氫除HF為弱酸，其余都為強酸，所以酸性HN₃＜HX，HN₃的結(jié)構(gòu)式為N=N=N-H，分子中有一個三中心四電子的離域

π

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鍵，HX中只有共價單鍵，所以熱穩(wěn)定性HN₃＜HX，
故答案為：HN₃＜HX；HN₃＜HX；
（3）HN₃與硝酸銀溶液作用，發(fā)生復分解反應生成疊氮化銀和硝酸，疊氮化銀受熱分解生成銀和氮氣，化學方程式為：2AgN₃

△   .

2Ag+3N₂↑，
故答案為：2AgN₃

△   .

2Ag+3N₂↑；
（4）以金屬Cu、石墨作電極，以鹽酸、HN₃混合溶液作電解質(zhì)溶液組成原電池，原電池的正極發(fā)生氧化反應，溶液中大量氫離子，氫離子得到電子所以正極反應為：2H⁺+2e^-=H₂↑，一段時間后電流減弱，在負極周圍滴入幾滴濃鹽酸說明向負極提供氯離子，所以負極發(fā)生：Cu-e^-+C1^-=CuCl↓，
故答案為：正極：2H⁺+2e^-=H₂↑；負極：Cu-e^-+C1^-=CuCl↓；

點評：本題考查疊氮酸及其鹽的性質(zhì)，側(cè)重分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，注意利用題干信息結(jié)合雜化等物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論進行解答，題目難度較大．