Question

【化学－物质结构与性质】氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题：

（1）基态氮原子的价电子排布图为                  。

（2）氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为             形，阳离子中氮的杂化方式为                。

（3）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X (X的晶体结构如图所示），工业制备 X 的化学方程式为                  。

（4）X晶体中包含的化学键类型为             （填字母标号）。

A ．离子键 B ．共价键 C ．配位键 D ．金属键

（5）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，其原因是                    。

（6）若X的密度为ρg/cm³，则晶体中最近的两个Al 原子的距离为          cm （阿伏加德罗常数用 N_A表示，不必化简）。

Answer

（1）；

（2）直线，sp；

（3）Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；（4）BC；

（5）氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B—N键键能大于Al—N键键能；

（6）

【解析】

试题分析：（1）7号元素N的基态氮原子的价电子排布图为；

（2）氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子的构型为直线形；阳离子中氮的杂化方式为sp杂化；

（3）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X (X的晶体结构如图所示），工业制备 X 的化学方程式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；

（4）根据X晶体结构示意图可知：在X中包含的化学键类型为共价键、配位键，答案选B、C；

（5）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，其原因是氮化硼与氮化铝均为原子晶体，且硼原子半径小于铝原子半径，B—N键键能大于Al—N键键能，断裂共价键消耗的能量高；

（6）若X的密度为ρg/cm3，在晶体中最近的两个Al 原子的距离为晶胞的面对角线的一半，在每个晶胞中含有Al:8×1/8+6×1/3=4，含有N：4个，即在一个晶胞中含有4个AlN，根据密度计算公式ρ＝可得V＝m÷ρ＝，所以晶胞的边长L＝，则晶体中最近的两个Al 原子的距离为a＝。

考点：考查物质结构、原子的杂化方式、物质制取方程式的书写、晶体中原子之间的距离、物质熔点的比较的知识。