Question

14．氮元素可形成丰富多彩的物质．
（1）基态氮原子的价电子轨道表示式为；等物质的量的NH₃和N₂混合气体中σ键与π键的数目之比为2：1．
（2）光化学烟雾易在PM2.5尘粒的催化作用下形成，光化学烟雾中含有NO_x、O₃、CH₂=CHCHO、HCOOH等二次污染物．下列说法正确的是ABD．
A．N₂O与CO₂互为等电子体，其结构式为N=N=O
B．O₃的沸点大于O₂
C．CH₂=CHCHO分子中碳原子的杂化方式为sp²、sp³
D．HCOOH在水中溶解度大的原因与氢键有关
（3）在配合物中，下列微粒NH₃、NH₄⁺、NH₂OH不能作为配位体的有NH₄⁺．
（4）图a为六方氮化硼晶体结构示意图，该晶体中存在的作用力有共价键、范德华力．
（5）六方氮化硼在高温高压下可转化为立方氮化硼，其晶胞结构如图b，晶胞边长为dcm，该晶胞中含有4个氮原子、4个硼原子，立方氮化硼的密度是$\frac{100}{{d}^{3}•{N}_{A}}$g•cm^-3（阿伏伽德罗常数的值为N_A）

Answer 1

分析 （1）基态N原子价电子排布式为2s²2p³，根据洪特规则、泡利原理画出价电子轨道排布图；
NH₃分子含有3个σ键，N₂分子结构式为N≡N，三键含有1个σ键、2个π键；
（2）A．原子总数相等、价电子总数相等的微粒互为等电子体，等电子体结构相似；
B．均形成分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高；
C．CH₂=CHCHO分子中碳原子均形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3；
D．HCOOH在水中与水分子之间形成氢键；
（3）配体应含有孤对电子；
（4）层内N原子与B原子之间形成共价键，层间为范德华力；
（5）晶胞中N原子数目为4，B原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量为4×$\frac{25}{{N}_{A}}$g，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶体密度．

解答 解：（1）基态N原子价电子排布式为2s²2p³，价电子轨道排布图为：；
NH₃分子含有3个σ键，N₂分子结构式为N≡N，三键含有1个σ键、2个π键．等物质的量的NH₃和N₂混合气体中σ键与π键的数目之比为（3+1）：2=2：1，
故答案为：；2：1；
（2）A．N₂O与CO₂分子均含有3个原子、价电子数均为16，二者互为等电子体，N₂O的结构式为N=N=O，故A正确；
B．O₃、O₂均形成分子晶体，O₃的相对分子质量越大，分子间作用力更强，故O₃的沸点大于O₂，故B正确；
C．CH₂=CHCHO分子中碳原子均形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，碳原子采取sp²杂化，故C错误；
D．HCOOH在水中与水分子之间形成氢键，故HCOOH在水中溶解度大，故D正确，
故选：ABD；
（3）NH₃、NH₂OH中N原子均含有孤对电子，且均可作为配体，而NH₄⁺中没有孤对电子，不能作配体，
故答案为：NH₄⁺；
（4）层内N原子与B原子之间形成共价键，层间为范德华力，
故答案为：共价键、范德华力；
（5）晶胞中N原子数目为4，B原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞质量为4×$\frac{25}{{N}_{A}}$g，晶体密度=4×$\frac{25}{{N}_{A}}$g÷（dcm）³=$\frac{100}{{d}^{3}•{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案为：4；4；$\frac{100}{{d}^{3}•{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、等电子体、化学键、杂化方式、晶体类型与性质、晶胞计算等，注意对基础知识的理解掌握．