Question

三氟化氮是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且不可燃的氣體，在半導(dǎo)體加工、太陽(yáng)能電池制造和液晶顯示器制造中得到廣泛應(yīng)用．NF₃是一種三角錐型分子，鍵角102°，沸點(diǎn)-129℃，可在銅的催化作用下由F₂和過(guò)量NH₃反應(yīng)得到．
（1）寫(xiě)出制備NF₃的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．
（2）NF₃的沸點(diǎn)比NH₃的沸點(diǎn)（-33℃）低得多的主要原因是

 

．
（3）理論上HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物質(zhì)的量之比恰好反應(yīng)生成HCl、H₂O和一種微溶于水的重要原料，該物質(zhì)含有三種元素，則該物質(zhì)的化學(xué)式為

 

．
（4）根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)（單位：kJ?mol^-1），回答下面各題：

元素代號(hào)	I1	I2	I3	I4
Q	2080	4000	6100	9400
R	500	4600	6900	9500
S	740	1500	7700	10500
T	580	1800	2700	11600
U	420	3100	4400	5900

①若以上五種元素為前四周期元素，則R為

 

．（填元素符號(hào)）
②若五種元素為主族元素，則T為

 

區(qū)元素．
③若T為第三周期元素，E是第三周期元素中原子半徑最小的元素，則T、E形成化合物的空間構(gòu)型為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）Cu作催化劑，NH₃、F₂反應(yīng)生成NF₃、NH₄F；
（2）氫鍵導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高；
（3）根據(jù)元素守恒、原子守恒判斷該物質(zhì)的化學(xué)式；
（4）Q的電離能較大，且其第一電離能較大，應(yīng)該為稀有氣體元素；
R第一電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第二電離能，則R元素原子最外層電子數(shù)為1，屬于第IA族元素；
S第二電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第三電離能，則S元素原子最外層電子數(shù)是2，屬于第IIA族元素；
T元素第三電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第四電離能，則T元素原子最外層電子數(shù)是3，屬于第IIIA族元素；
U元素第一電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第二電離能，則U元素原子最外層電子數(shù)是1，屬于第IA族元素，
R第一電離能大于U，則原子序數(shù)R小于U，據(jù)此分析解答．

解答： 解：（1）Cu作催化劑，NH₃、F₂反應(yīng)生成NF₃、NH₄F，反應(yīng)方程式為4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F，故答案為：4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F；
（2）氫鍵導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，三氟化氮中不存在氫鍵、氨氣中存在氫鍵，所以三氟化氮沸點(diǎn)低于氨氣，故答案為：NF₃只有分子間作用力，而NH₃還能形成氫鍵；
（3）HF、NaAlO₂和NaCl按6：1：2的物質(zhì)的量之比恰好反應(yīng)生成HCl、H₂O和一種微溶于水的重要原料，該物質(zhì)含有三種元素，設(shè)該化合物化學(xué)式為R，根據(jù)元素守恒知，該物質(zhì)中含有Na元素、F元素、Al元素，6HF+NaAlO₂+2NaCl=2HCl+2H₂O+R，根據(jù)原子守恒得R化學(xué)式為Na₃AlF₆，故答案為：Na₃AlF₆；
（4）Q的電離能較大，且其第一電離能較大，應(yīng)該為稀有氣體元素；
R第一電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第二電離能，則R元素原子最外層電子數(shù)為1，屬于第IA族元素；
S第二電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第三電離能，則S元素原子最外層電子數(shù)是2，屬于第IIA族元素；
T元素第三電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第四電離能，則T元素原子最外層電子數(shù)是3，屬于第IIIA族元素；
U元素第一電離能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第二電離能，則U元素原子最外層電子數(shù)是1，屬于第IA族元素，
R第一電離能大于U，則原子序數(shù)R小于U，
①若以上五種元素為前四周期元素，R和U屬于第IA族元素，R第一電離能大于U，則原子序數(shù)R小于U，則R為Na，故答案為：Na；
②若五種元素為主族元素，T屬于第IIIA族元素，則T為P區(qū)元素，故答案為：P；
③若T為第三周期元素，T為Al元素，E是第三周期元素中原子半徑最小的元素，則為Cl元素，T、E形成化合物為AlCl₃，AlCl₃中Al原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為平面三角形，故答案為：平面三角形．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及元素電離能、氫鍵、化學(xué)式的判斷等知識(shí)點(diǎn)，明確元素電離能和元素原子最外層電子數(shù)之間的關(guān)系、氫鍵的作用等知識(shí)點(diǎn)分析解答，會(huì)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)理論確定分子空間構(gòu)型及原子雜化方式，注意AlCl₃為分子晶體，且氯化鋁中含有配位鍵，氫鍵屬于分子間作用力，不屬于化學(xué)鍵，為易錯(cuò)點(diǎn)．