Question

【題目】【化學－物質結構與性質】氮的化合物在無機化工領域有著重要的地位。請回答下列問題：

（1）基態氮原子的價電子排布圖為 。

（2）氮的最高價氧化物為無色晶體，它由兩種離子構成：已知其陰離子構型為平面正三角形，則其陽離子的構型為 形，陽離子中氮的雜化方式為 。

（3）某氮鋁化合物X具有耐高溫、抗沖擊、導熱性好等優良性質，廣泛用于陶瓷工業等領域。工業上用氮氣、氧化鋁和碳在一定條件下反應生成CO和X (X的晶體結構如圖所示），工業制備 X 的化學方程式為 。

（4）X晶體中包含的化學鍵類型為 （填字母標號）。

A ．離子鍵 B ．共價鍵 C ．配位鍵 D ．金屬鍵

（5）已知氮化硼與X晶體類型相同，且氮化硼的熔點比X高，其原因是 。

（6）若X的密度為ρg/cm3，則晶體中最近的兩個Al 原子的距離為 cm （阿伏加德羅常數用 NA表示，不必化簡）。

Answer 1

【答案】（1）；

（2）直線，sp；

（3）Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；（4）BC；

（5）氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，且硼原子半徑小于鋁原子半徑，B—N鍵鍵能大于Al—N鍵鍵能；

（6）

【解析】

試題分析：（1）7號元素N的基態氮原子的價電子排布圖為；

（2）氮的最高價氧化物為無色晶體，它由兩種離子構成：已知其陰離子構型為平面正三角形，則其陽離子的構型為直線形；陽離子中氮的雜化方式為sp雜化；

（3）某氮鋁化合物X具有耐高溫、抗沖擊、導熱性好等優良性質，廣泛用于陶瓷工業等領域。工業上用氮氣、氧化鋁和碳在一定條件下反應生成CO和X (X的晶體結構如圖所示），工業制備 X 的化學方程式為Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；

（4）根據X晶體結構示意圖可知：在X中包含的化學鍵類型為共價鍵、配位鍵，答案選B、C；

（5）已知氮化硼與X晶體類型相同，且氮化硼的熔點比X高，其原因是氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，且硼原子半徑小于鋁原子半徑，B—N鍵鍵能大于Al—N鍵鍵能，斷裂共價鍵消耗的能量高；

（6）若X的密度為ρg/cm3，在晶體中最近的兩個Al 原子的距離為晶胞的面對角線的一半，在每個晶胞中含有Al:8×1/8+6×1/3=4，含有N：4個，即在一個晶胞中含有4個AlN，根據密度計算公式ρ＝可得V＝m÷ρ＝，所以晶胞的邊長L＝，則晶體中最近的兩個Al 原子的距離為a＝。