Question

【題目】氮及其化合物與人類生產、生活息息相關。回答下列問題:

(1)基態氮原子的價電子排布圖是______________。

(2)B、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是__________。

(3)NaNO2中氮原子的雜化方式是____________,陰離子的立體構型是__________。

(4)NF3的鍵角____________NH3的鍵角(填“<”“>”或“=”),原因是____________。

(5)NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_______mol配位鍵。

(6)安全氣囊的設計原理為6NaN3+Fe2O33Na2O+2Fe+9N2↑。

①該反應中元素的電負性由大到小的順序是____________;

②Na2O的晶胞結構如圖所示,晶胞邊長為566 pm,晶胞中氧離子的配位數為____________,Na2O晶體的密度為________g·cm-3(只要求列算式,不必計算出結果)。

Answer 1

【答案】 N>O>B sp2 V形 < 氨中氮的周圍電子云密度大斥力大，所以鍵角大，而NF3中氮周圍三對成鍵電子云遠離氮，斥力小，所以鍵角小 2mol O＞N＞Fe＞Na 8 248/(NA×566×10-30)

【解析】

（1）氮原子的核電荷數為7，價電子為2s22p3；據此畫出價電子排布圖；

（2）同周期隨原子序數增大,元素第一電離能呈增大趨勢,氮元素原子2p軌道為半滿穩定狀態,第一電離能高于同周期相鄰元素；據此分析；

（3）氮原子的孤電子對數為1，與之相連的氧原子有2，二者之和為1+2=3,則氮原子為sp2雜化，據此判斷陰離子的空間構型；

（4）F元素電負性比H大, NF3中N周圍電子云密度小于NH3中N周圍電子云密度, 電子云密度大，斥力大，所以鍵角大，據此分析；

（5）NH4BF4中NH4+、BF4-均含有1個配位鍵，據此分析；

（6）非金屬性越強，電負性越大，金屬性越強，電負性越小，據此判斷四種元素電負性大小；晶胞中白色球數目為8×1/8+6×1/2=4，黑色球數目為8，故白色球為O原子，黑色球為Na原子，根據原子配位數與原子數目成反比求出O原子配位數；先求出晶胞質量, 再根據ρ=m/V計算晶體密度。

(1)氮原子的核電荷數為7，核外電子排布為：1s22s22p3，價電子排布圖是；綜上所述，本題答案是：。

(2) 同周期隨原子序數增大,元素第一電離能呈增大趨勢,氮元素原子2p軌道為半滿穩定狀態,第一電離能高于同周期相鄰元素的,故第一電離能N>O>B；綜上所述，本題答案是：N>O>B；

(3)氮原子的孤電子對數為1，與之相連的氧原子有2，二者之和為1+2=3,則氮原子為sp2雜化，由于氮原子含有1個孤電子對，所以NO2-的立體構型是V形；綜上所述，本題答案是：sp2，V形。

（4）F元素電負性比H大, NF3中N周圍電子云密度小于NH3中N周圍電子云密度, 電子云密度大，斥力大，所以鍵角大，因此 NF3的鍵角< NH3的鍵角；因此，本題正確答案是: < ；氨中氮的周圍電子云密度大斥力大，所以鍵角大，而NF3中氮周圍三對成鍵電子云遠離氮，斥力小，所以鍵角小。

(5) NH4BF4中NH4+、BF4-均含有1個配位鍵, 1 mol NH4BF4含有2mol配位鍵；因此，本題正確答案是:2mol。
（6）該反應中元素有：O、N、Fe、Na，非金屬性越強，元素電負性越大，非金屬性O>N，所以電負性O>N；金屬性越強，元素電負性越小，金屬性鈉大于鐵，所以電負性：Fe＞Na；因此所以四種元素電負性大小順序：O＞N＞Fe＞Na；晶胞中白色球數目為8×1/8+6×1/2=4，黑色球數目為8，故白色球為O原子，黑色球為Na原子，鈉原子配位數為4，而原子配位數與原子數目成反比,故O原子配位數為4×2=8；Na2O晶胞中含有4個Na2O，所以晶胞質量為4×62/NAg,則晶體密度[4×62/ NA]÷(566×10-10)3= 248/(NA×566×10-30)；綜上所述，本題答案是：O＞N＞Fe＞Na；8；248/(NA×566×10-30)。