Question

（15分）氮的化合物在無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域有著重要的地位。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)_____。氮的最高價(jià)氧化物為無(wú)色晶體，它由兩種離子構(gòu)成：已知其陰離子構(gòu)型為平面正三角形，則其陽(yáng)離子的構(gòu)型為 形，陽(yáng)離子中氮的雜化軌道類型為 。

（2）某氮鋁化合物X具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，廣泛用于陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。工業(yè)上用氮?dú)馀c氧化鋁和碳在一定條件下反應(yīng)生成X和CO，X的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，工業(yè)制備X的化學(xué)方程式為_(kāi)___。

（3）X晶體中包含的化學(xué)鍵類型為_(kāi)_____。（填字母標(biāo)號(hào)）

A.離子鍵 B.共價(jià)鍵 C.配位鍵 D.金屬鍵

（4）已知氮化硼與X晶體類型相同，且氮化硼的熔點(diǎn)比X高，可能的原因是______

（5）若X的密度為pg/cm3,則晶體中最近的兩個(gè)N原子的距離為_(kāi)_____cm(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，不必化簡(jiǎn)）。

 

Answer 1

（1） 直線 sp （2） Al2O3+N2+3C2AlN+3CO （3）B、C

（4）氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，且硼原子半徑小于鋁原子半徑，B—N鍵鍵能大于Al—N鍵鍵能 （5）

【解析】

試題分析：（1）7號(hào)元素N的核外電子排布式是1s22s22p3,所以基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布圖為；氮的最高價(jià)氧化物N2O5為無(wú)色晶體，它由兩種離子構(gòu)成：NO2+(硝酰陽(yáng)離子)和NO3-(硝酸根離子)，其中陽(yáng)離子呈直線型，陽(yáng)離子中氮的雜化軌道類型為sp雜化，陰離子構(gòu)型為平面正三角形； （2） 工業(yè)制備X的化學(xué)方程式為Al2O3+N2+3C2AlN+3CO;（3）在AlN晶體中包含的化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵、配位鍵。因此選項(xiàng)為B、C。（4）已知氮化硼與AlN晶體類型相同，且氮化硼的熔點(diǎn)比AlN高，可能的原因是氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，且硼原子半徑小于鋁原子半徑，使得B—N鍵的鍵能大于Al—N鍵的鍵能。（5）在每個(gè)晶胞中含有的Al原子的個(gè)數(shù)為：8×1/8+6×1/2=4;N:1×4=4.因此含有4個(gè)AlN。設(shè)晶胞的變成為L(zhǎng)，則;則晶體中最近的兩個(gè)N原子的距離為cm。在晶胞中每個(gè)Al原子結(jié)合4個(gè)N原子，每個(gè)N原子結(jié)合4個(gè)Al原子，2個(gè)Al原子之間的距離與2個(gè)N原子的距離相等，都等于面對(duì)角線的一半，所以2個(gè)N原子之間的距離等于。

考點(diǎn)：考查原子的價(jià)電子排布圖、原子的雜化方式、晶體的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)含有的化學(xué)鍵、原子晶體中微粒的距離的計(jì)算、及物質(zhì)的性質(zhì)的差異的原因等知識(shí)。