Question

【化学—选修3物质结构与性质】（15分）已知：碳、氮、氢、氧四种元素可形成多种化合物，且有非常重要的用途。

（1）C、N、H电负性的大小顺序为              。

（2）甲烷与二氧化氮可发生如下反应：CH₄(g)+2NO₂(g)=CO₂(g)+N₂(g)+2H₂O(g) ,若反应中有2mol C-H键断裂，则形成的π键共有          mol。

（3）F₂与NH₃在一定条件下可形成NF₃，NF₃分子的空间构型为            形 。

（4）现已合成出一种硬度比金刚石还大的晶体氮化碳，其化学式为            。其硬度比金刚石大的主要原因是               。

（5）配合物Y的结构如图所示，Y中含有                    （填序号）。

A.非极性共价键

B.配位键

C.极性键

D.氢键

E.金属键

Y中碳原子的杂化方式有                                    。

写出镍（Ni）原子的价电子排布式                          。

（6）氨气与铁在一定条件下发生置换反应，一种产物的晶胞结构如下图所示，若该立方体晶胞的棱长为a pm，则该晶体的密度为          g/cm³ （N_A为阿佛加德罗常数的值）。

Answer

（15分）

（1）N>C>H （1分）

（2）2 （2分）

（3）三角锥 （1分）

（4）C3N4 氮化碳与金刚石均属于原子晶体，其氮碳键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长更短（每空2分，共4分）

（5）ABCD （选对2个或3个得1分，其余为0分，全对2分）

SP2 SP3 （2分）

3d84s2 （1分）

（6）晶胞组成为Fe4N，质量为238/NA g,棱长为a×10-10cm, 密度为2.38×1032/a3NA (2分)

【解析】

试题分析：（1）电负性是讨论基态原子得电子能力即非金属性的强弱，C、N、H电负性的大小顺序为N>C>H

（2）一个甲烷分子中4个C-H键，反应中有2mol C-H键断裂说明参加反应的CH4是0.5mol，CO2分子中有二个π键，N2分子也有二个π键，故共形成π键2mol。

（3）NF3可看成NH3分子的三个氢原子被F原子取代，故NF3分子的空间构型为三角锥形。

（4）晶体氮化碳中C为+4价，N为—3价，其化学式为C3N4。其硬度比金刚石大的主要原因是均属于原子晶体，其氮碳键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长更短，键能更大的缘故。

（5）结合配合物Y的结构，Y中含有非极性键C→C 配位键N→Ni 极性键C→H 另外还有氢键

（6）先判断出晶胞组成为Fe4N，每个晶胞的质量为238/NA g，可根据棱长为a×10-10cm求出晶胞的体积，则密度就有了。

考点：物质结构与性质 涉及化学键的键型判断、晶胞结构分析及数据处理、电负性等。