【化学-选修3：物质结构与性质】南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成...

【化学-选修3：物质结构与性质】

南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请根据材料回答以下问题：

（1）N、O、F三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____（填元素符号）；与N2互为等电子体的全氧离子化学式为_______；具有空间网状结构的高聚氮结构如图一所示，则N70的沸点_____（填“>”、“<”或“=”）高聚氮的沸点，原因是_________________；N70和高聚氮属于_____（选填序号）。

A.同素异形体　　 B．同分异构体　　 C．同位素　　　　 D．同系物

（2）叠氮化物是研究较早的含全氮阴离子的化合物，如：氢叠氮酸（HN3）、叠氮化钠（NaN3） 等。叠氮化物能形成多种配合物，在[Co(N3)(NH3)5]SO4，其中钴显____价，它的配体是____，SO42-的立体构型为___________。

（3）HN3是一种全氮阴离子酸，可由肼（N2H4）被HNO2氧化制得。下列说法正确的是____。

A．酸性：HNO2>HNO2

B. N2H4分子中N原子均采取sp3杂化

C. NaN3的晶格能小于KN3的晶格能

D．上述生成氢叠氮酸的化学方程式为N2H4+HNO2=2H2O+HN3

（4）N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质，已知阳离子由5个氮原子排列成V 形，每个氮原子均达到八电子稳定结构，则阳离子的电子式为_______。

（5）一种氮铁化合物的结构如图二所示，若图中六棱柱的体积为Vcm3, 用NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为______。

高三化学简答题困难题查看答案及解析

2017年1月27日,南京理工大学胡炳成教授团队成功合成世界上首个全氮阴离子盐,这使我国在高储能材料研制上达到世界先进水平。

(1)基态氮原子核外两种不同自旋状态的电子数之比为________________。

(2)氮的单质除了N2外,还有N4、N6、N8等,现有两种结构的N4分子A和B,A的分子结构与白磷相似,其分子构型为________________;B分子中4个氮原子在同一平面上，氮原子的杂化方式为________________。

(3)全氮阴离子最先制得的是N3-,写出与N3-互为等电子体的两种分子的化学式________________。

(4)试从物质结构与性质的角度解释全氮化合物爆炸时可释放巨大能量的主要原因________________。

(5)全氮阴离子N5-为平面正五边形,称为五唑氮离子,每个N5-离子内有___个π电子，五唑氮的钠盐、钾盐很不稳定。胡教授团队合成的盐为(H3O)4(NH4)2(N5)5Cl,这种盐分解温度高达116.8℃。该盐热稳定性好的主要原因是________________。

(6)六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似,层间相互作用力为___________。六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼。立方氮化硼的结构和硬度都与金刚石相似，晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是______g/cm3(只要求列算式)。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）

我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：

（1）氮原子价层电子对的轨道表达式（电子排布图）为_____________。

（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。

（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。

①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）

A．中心原子的杂化轨道类型　　 B．中心原子的价层电子对数

C．立体结构　　　　 D．共价键类型

②R中阴离子N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则N5-中的大π键应表示为____________。

③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NH4+）N-H┄Cl、____________、____________。

（4）R的晶体密度为d g·cm-3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

【化学选修3：物质结构与性质】（15分）

（1）美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是　　　 　　　 　 。

A、NO2－和NH4+　 　　 B、H3O+和ClO3－　　 C、NO3－和CO32－ 　　 D、PO43－和SO42－

（2）铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示

铜的第一电离能（I1）小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能（I2）却大于锌的第二电离能，其主要原因是　　　　　　　　 。

（3）石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：

有关说法正确的是

A、固态时，碳的各种单质的晶体类型相同　　　 B、石墨烯中含有非极性共价键

C、从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键　　　　 D、石墨烯具有导电性

（4）最近科学家成功以CO2为原料制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限延伸结构，则该晶体中碳原子采用　　 　　　 　　 杂化与周围氧原子成键；晶体中碳氧原子个数比为　　　 　　　　 　 ；碳原子数与C－O化学键数之比为　　 　　　 　　 。

（5）已知钼（Mo）的晶胞为体心立方晶胞，钼原子半径为a pm，相对原子质量为M，以NA表示阿伏伽德罗常数的值，请写出金属钼密度的计算表达式　　　　　　　　 g/cm3。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

【化学——选修3：物质结构与性质】

（1）美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力：只要给他物质的分子式，他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致，根据VSEPR模型，下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是　　　 　　　 　 。

A、NO2－和NH4+ 　 B、H3O+和ClO3－　　 C、NO3－和CO32－ 　　 D、PO43－和SO42－

（2）铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示

铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是　　　　　　　　 。

（3）石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。其结构如图：

有关说法正确的是

A、固态时，碳的各种单质的晶体类型相同　　　 B、石墨烯中含有非极性共价键

C、从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键　　　　 D、石墨烯具有导电性

（4）最近科学家成功以CO2为原料制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限延伸结构，则该晶体中碳原子采用　　　　 杂化与周围氧原子成键；晶体中碳氧原子个数比为　　　　 ；碳原子数与C－O化学键数之比为　　　　 。

（5）已知钼(Mo)的晶胞为体心立方晶胞，钼原子半径为a pm，相对原子质量为M，以NA表示阿伏伽德罗常数的值，请写出金属钼密度的计算表达式　　　　　　　　 g/cm3。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

我国科学家团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请根据材料回答以下问题：

（1）基态N原子的价电子占据的能量最高的能级是___，价电子在该能级上的排布遵循的原则是__。

（2）除了已知的氮气，科学家还先后研究出了N4、N60、N70、高聚氮等物质。而高聚氮结构具有空间网状结构，如图一所示，则N70的沸点___填“”、“”或“”高聚氮的沸点，原因是___；

（3）叠氮化物是研究较早的含全氮阴离子的化合物，如：氢叠氮酸(HN3)、叠氮化钠(NaN3)等。与全氮阴离子互为等电子体的一种非极性分子的结构式为___。叠氮化物能形成多种配合物，在[CO(N3)(NH3)5]SO4，其中钴原子的配体是___，SO42-的立体构型为___。

（4）HN3是一种全氮阴离子酸，可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得。下列说法正确的是____。

A.酸性：HNO2>HNO3

B.N2H4分子中N原子均采取sp3杂化

C.NaN3的晶格能大于KN3的晶格能

D.纯叠氮酸HN3在常温下是一种液体，是因为分子中存在一种特殊的化学键-氢键

（5）N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质，已知阳离子由5个氮原子排列成V形，每个氮原子均达到8电子稳定结构，则阳离子的电子式为___。

（6）一种氮铁化合物的结构如图二所示，若图中六棱柱的体积为Vcm3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为__。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

[化学——选修3物质结构与性质]（15分）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______。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，阳离子中氮的杂化轨道类型为　　　　 。

（2）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。工业上用氮气与氧化铝和碳在一定条件下反应生成X和CO，X的晶体结构如图所示，工业制备X的化学方程式为_______。

（3）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

（4）已知氮化硼与X晶体类型相同，且氮化硼的熔点比X高，可能的原因是______

（5）若X的密度为pg/cm3,则晶体中最近的两个N原子的距离为______cm（阿伏加德罗常数用NA表示，不必化简）。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

（15分） 【化学 ― 选修 3 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 NA表示，不必化简）。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

氢叠氨酸(HN3)及其盐(NaN3、NH4N3、CuN3等) 都具有爆炸性，最近南京理工大学胡丙成教授团队成功合成出PHAC，其化学式为(N3)3 (NH4)4Cl。回答问题：

(1) PHAC中“N3”的化合价为_____________，N2F2的电子式为_____________。

(2)汽车安全气囊中NaN3可发生下列反应：

NaN3(s)=Na(s)+N2(g)　　 △H1

2NaN3(s)+CuO(s)=Na2O(s)+3N2(g)+Cu(s)　　　 △H2

则反应CuO(s)+2Na(s)= Na2O(s)+ Cu(s)　　　　 △H=_______(用△H1和△H2表示)

(3) 25℃，将1molNH4N3(s)投入一2L的恒容密闭容器中，0.5min后反应达到平衡，测得生成的两种单质的物质的量之和为1.6mol，则NH4N3的平衡转化率为________，25℃时该反应的平衡常数K=__________。

(4) 氢叠氨酸(HN3)易溶于水，且酸性与醋酸相近。

① HN3在水溶液中的电离方程式为_____________。

② 0.1mol·L-1的HN3溶液与0.1mol·L-1的NaN3等体积混合，混合溶液中各离子浓度有大到小的顺序为_________________。

③ 已知T℃时，Ksp(CuN3)=5.0×10-9，Ksp(Cu2S)=2.5×10-48，则相同温度下反应：

Cu2S(s)+2N3-(aq) 2CuN3(s)+S2-(aq)的平衡常数K=_______________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

氢叠氮酸（HN3）及其盐（如NaN3、NH4N3、CuN3等）都具有爆炸性，最近南京理工大学胡丙成教授团队成功合成出PHAC，其化学式为(N3)6(H3O)3(NH4)4Cl。回答下列问题：

（1）PHAC中“N3”的化合价为______。N2F2的电子式为_______。

（2）汽车安全气囊中的NaN3可发生下列反应：

NaN3(s)=Na(s)+3/2N2(g)　　 △H1；

2NaN3(s)+CuO(s)=Na2O(s)+3N2(g)+Cu(s)　　 △H1；

则反应CuO(s)+2Na(s)=Na2O(s)+Cu(s)　　 △H=_______（用△H1和△H2表示）

（3）25℃时，将lmolNH4N3投入一2L的恒容密闭容器中，0.5min后反应达到平衡，测得生成的两种单质的物质的量之和为1.6mol, 则NH4N3的平衡转化率为_______，25℃时该反应的平衡常数K=________。

（4）氢叠氮酸（HN3）易溶于水，且酸性与醋酸相近。

①HN3在水溶液中的电离方程式为_______________.

② 0.1mol/L的HN3溶液与0.1mol/L的NaN3等体积混合，混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序为__________________。

③ 已知T℃时，Ksp(CuN3)=5.0×10-9，Ksp(Cu2S)=2.5×10-48，则相同温度下反应：

Cu2S(s)+2N3-(aq)2CuN3(s)+S2-(aq)的平衡常数K=_________.

高三化学简答题中等难度题查看答案及解析