Question

【题目】碳、氮及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：

（1）碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是__________。

（2）CS2分子中，共价键的类型有_______ , C原子的杂化轨道类型是______，写出两个与CS2具有相同空间构型的分子或离子_______。

（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。

①NH3分子的空间构型是______；

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(g)+ N2H4(g)=2N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7kJ/mol。若该反应中有4molN-H键断裂，则形成的π键有___mol。

③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4, N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在____ （填标号）。

a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．范德华力

（4）碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图29所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为______。其晶胞参数（晶胞边长）为1.4nm，晶体密度为____g/cm3。

Answer 1

【答案】 碳原子最外层有4个电子，不容易得或失电子形成稳定结构 π、δ sp CO2、SCN- 三角锥形 3 d K3C60 2

【解析】(1)共价键为原子之间以共用电子对成键，碳原子核外有4个电子，且元素的非金属性较弱，但半径较小，反应中难以失去或得到电子形成稳定结构；
(2)CS2分子的结构式为S=C=S，含有δ键和π键，CS2分子中C原子形成2个δ键，孤对电子数为=0，则为sp杂化；等电子体具有相似的结构，CO2、SCN-与CS2是等电子体，则具有相同空间构型；

(3)①NH3分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以空间构型是三角锥型；

②N2O4+2N2H4═3N2+4H2O，若该反应中有4mol N-H键断裂，即有1mol N2H4参加反应，生成1.5mol N2，形成π键的物质的量为2×1.5mol=3mol；
③肼与硫酸反应的离子方程式为N2H4+2H+═N2H62+，N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，N2H62+中的化学键是共价键与配位键，N2H62+与SO42-之间是离子键，不存在范德华力，故答案为d；

(4)K位于棱和体心，晶胞中的个数为12×+9=12，C60位于定点和面心，个数为8×+6×=4，化学式为K3C60，则晶胞的质量为g，其晶胞参数为1.4nm=1.4×10-7cm，则体积为(1.4×10-7)3cm3，所以密度为=2.0gcm-3。