Question

8．疊氮化物是一類重要化合物，氫疊氮酸（HN₃）是一種弱酸，如圖為分子結(jié)構(gòu)示意圖1．肼（N₂H₄）被亞硝酸氧化時便可生成氫疊氮酸（HN₃）：N₂H₄+HNO₂═2H₂O+HN₃．它的酸性類似于醋酸，可微弱電離出H⁺和N₃^-．

試回答下列問題：
（1）下列說法正確的是CD（選填序號）．
A．酸性：HNO₂＞HNO₃
B．N₂H₄中兩個氮原子采用的都是sp²雜化
C．HN₃、H₂O都是極性分子
D．N₂H₄沸點高達(dá)113.5℃，說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，根據(jù)價層電子對互斥理論可知SO₄^2-的立體構(gòu)型為正四面體，寫出鈷原子在基態(tài)時的核外電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²或[Ar]3d⁷4s²．
（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）．
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)?個鈉原子
C．氮的第一電離能大于氧D．氮氣常溫下很穩(wěn)定，是因為氮元素的電負(fù)性小
（4）與N₃^-互為等電子體的分子有：CO₂、BeCl₂（舉兩例）．

Answer 1

分析 （1）A．HNO₂為弱酸，而HNO₃是強酸；
B．N₂H₄中氮原子最外層有5個電子，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)的熔沸點變大，N₂H₄沸點高達(dá)113.5℃，可以說明肼分子間可形成氫鍵．
（2）在[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中，根據(jù)化合價代數(shù)和為零，可以算得鈷的化合價，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，鈷原子為27號元素，故其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²；
（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個頂點上各有一個原子，體心上還有一個，所以晶胞中鈉原子的個數(shù)為：8×$\frac{1}{8}$+1=2；
C．氮原子的最外層P軌道有3個電子，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．氮氣常溫下很穩(wěn)定，是因為氮氣是雙原子分子，兩個氮原子之間存在N≡N鍵，不易斷裂，與元素的電負(fù)性無關(guān)．
（4）在N₃^-中，價電子數(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是強酸，故A錯誤；
B．N₂H₄中氮原子最外層有5個電子，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)的熔沸點變大，N₂H₄沸點高達(dá)113.5℃，可以說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)化合價代數(shù)和為零，可以算得鈷的化合價為：+3價，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；27號元素Co基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²或[Ar]3d⁷4s²，
故答案為：+3；正四面體；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²或[Ar]3d⁷4s²；
（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錯誤；
B．鈉晶胞中，在8個頂點上各有一個原子，體心上還有一個，所以晶胞中鈉原子的個數(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，是因為氮氣是雙原子分子，兩個氮原子之間存在N≡N鍵，不易斷裂，與元素的電負(fù)性無關(guān)，故D錯誤；
故答案為：BC；
（4）在N₃^-中，價電子數(shù)為16，根據(jù)等電子體原理，可以寫出與N₃^-互為電子體的分子為CO₂、BeCl₂等，
故答案為：CO₂、BeCl₂．

點評 本題考查了原子的雜化方式、分子的空間結(jié)構(gòu)、等電子體等，具有一定的綜合性，對學(xué)生綜合能力有一定的要求，題目中等難度．