Question

【題目】科學家從化肥廠生產的(NH4)2SO4中檢出組成為N4H4（SO4）2的物質，經測定，該物質易溶于水，在水中以SO42- 和N4H44+ 兩種離子形式存在，植物的根系極易吸收N4H44+，但它遇到堿時，會生成一種形似白磷的N4分子，N4分子不能被植物吸收。請回答下列問題：

(1)下列相關說法中，正確的是________(填序號)。

a.N4是N2的同分異構體

b.1 mol N4分解生成N2，形成了4 molπ鍵

c.白磷的沸點比N4高，是因為P-P鍵鍵能比N-N鍵能大

d.白磷的化學性質比N2活潑，說明P的非金屬性比N強

(2)疊氮化物是研究較早的含全氮陰離子的化合物，如：氫疊氮酸(HN3)、疊氮化鈉(NaN3)等。根據等電子體理論寫出N3- 的電子式_______；疊氮化物能形成多種配合物，在[Co(N3)(NH3)5]SO4，其中鈷顯 ____ 價，它的配體是 __________

(3)六方相氮化硼晶體內B-N鍵數與硼原子數之比為_______。

Answer 1

【答案】b +3 N3-、NH3 3：1

【解析】

(1)a.N4和N2是氮元素組成的結構不同的單質，二者互為同素異形體；

b.1mol N4分解生成2mol N2，N2的結構式為N≡N，三鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵；

c.白磷、N4晶體都屬于分子晶體，沸點高低與分子間作用力有關，與化學鍵無關；

d.白磷的化學性質比N2活潑，說明P-P鍵不如N-N穩(wěn)定；

(2)原子總數相等、價電子總數也相等的微粒互為等電子體，N3-與CO2互為等電子體，二者價鍵結構相同；N3-為-1價、SO42-為-2價、NH3的化合價為0，根據化合價規(guī)則確定Co的價態(tài)；中心原子或離子具有空軌道，配體含有孤電子對；

(3)每個六元環(huán)上有3個B原子、3個N原子，有6個B-N鍵，而每個B-N鍵為一個六元環(huán)貢獻率為，每個B原子為一個六元環(huán)貢獻率為，利用均攤法計算；晶體導電需要有自由移動電子。

(1)a.分子式相同、結構不同的化合物互為等電子體，而N4和N2是氮元素組成的結構不同的單質，二者互為同素異形體，a錯誤；

b.1mol N4分解生成2mol N2，N2的結構式為N≡N，三鍵中含有1個σ鍵、2個π鍵，則產生2molN2時形成了4mol π鍵，b正確；

c.白磷、N4晶體都屬于分子晶體，白磷的沸點比N4高，是由于白磷分子間作用力比N4的強，與化學鍵鍵能無關，化學鍵鍵能影響化學性質，c錯誤；

d.白磷的化學性質比N2活潑，說明P-P鍵不如N-N穩(wěn)定，而P的非金屬性比N的弱，d錯誤，

故合理選項是b；

(2)N3-與CO2互為等電子體，二者價鍵結構相同，N3-的電子式為：；N3-為-1價、SO42-為-2價、NH3的化合價為0，設配合物中Co的化合價為a，則a+(-1)+0+(-2)=0，解的a=+3；中心原子或離子具有空軌道，配體含有孤電子對，[Co(N3)(NH3)5]SO4中配位體為：N3-、NH3；

(3)每個六元環(huán)上有3個B原子、3個N原子，有6個B-N鍵，而每個B-N鍵為一個六元環(huán)貢獻率為，每個B原子為一個六元環(huán)貢獻率為，六元環(huán)單獨占有B-N數目為6×=3，單獨占有B原子數為3×=1，所以B-N鍵數與硼原子數之比為3：1。