Question

据报道科研人员应用计算机模拟出结构类似C₆₀的物质N₆₀。已知：①N₆₀分子中每个氮原子均以N—N键结合三个N原子而形成8电子稳定结构；②N—N键的键能为167 kJ•mol^－1。请回答下列问题。

（1）N60分子组成的晶体为_______晶体，其熔、沸点比N₂________(填“高”或“低”)，原因是_________

（2）1 mol N₆₀分解成N₂时吸收或放出的热量是_______________________________

kJ(已知N≡N键的键能为942 kJ•mol^－1)，表明稳定性N₆₀________(填“>”、“<”或“＝”)N₂。

（3）由（2）列举N₆₀的用途(举一种) ______________

Answer

（1）分子；高，N60分子间作用力大于N2，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高；

（2）放出； 13 230 kJ；<；（3）高能炸药、火箭推进剂等。

【解析】

试题分析：（1） N60是由60个N原子形成的分子，分子与分子之间通过分子间作用力结合形成分子晶体。N60、 N2都是由分子构成的分子晶体，结构相似，由于N60的相对分子质量大于N2，所以N60分子间作用力大于N2, 分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高。因此熔、沸点比N2高。（2）N原子占有其形成的每一个N—N键的1/2 ，一个N原子完全占有的N—N键的数目是3×1/3 ＝1．5，则60个N原子形成N—N键的总数为1．5×60=90。1 mol N60完全分解生成30 mol N2，断键过程的热效应为(+167 kJ•mol-1)×90 mol=+15 030 kJ，成键过程的热效应为(-942 kJ•mol-1)×30 mol=-28 260 kJ，1 mol N60完全反应时总的热效应为(+15 030 kJ)+(-28 260 kJ)=-13 230 kJ。此反应的热化学方程式为N60(s) =30N2(g)ΔH=-13 230 kJ•mol-1。所以该反应是放热反应，物质含有的能量越高，物质的稳定性就越弱，由于N60变为N2放出热量，所以稳定性N60