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...

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)。

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【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

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__。

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Science杂志在2017 年报道了世界上首个成功合成的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（白色固体），这是全氮含能材料里程碑式的突破。该盐结构如图，下列分析不合理的是

A. 五氮阴离子的化学式为N5—

B. 该盐中阴阳离子数目之比为

C. 该盐在碱中比在酸中稳定

D. 该盐存在离子键和共价键

高三化学单选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=_______________。

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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=_________.

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我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（用代表）。回答下列问题：

（1）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（）。第二周期部分元素的变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是__________；氮元素的呈现异常的原因是_________。

（2）经射线衍射测得化合物的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。

①从结构角度分析，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

②中阴离子中的键总数为__________个。分子中的大键可用符号表示，其中代表参与形成大键的原子数，代表参与形成大键的电子数（如苯分子中的大键可表示为）则中的大键应表示为__________。

③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为、__________、__________。

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[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

我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（用代表）．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．第二周期部分元素的变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是________；氮元素的呈现异常的原因是________．

（3）经射线衍射测得化合物的晶体结构，其局部结构如图所示．

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

．中心原子的杂化轨道类型　　 ．中心原子的价层电子对数

．立体结构　　　　　　　　　　　　 ．共价键类型

②中阴离子中的键总数为________个．分子中的大键可用符号表示，其中代表参与形成的大键原子数， 代表参与形成的大键电子数（如苯分子中的大键可表示为Π），则中的大键应表示为________．

③图中虚线代表氢键，其表示式为、________、________．

（4）的晶体密度为，其立方晶胞参数为，晶胞中含有个单元，该单元的相对质量为，则的计算表达式为________．

高三化学综合题困难题查看答案及解析

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______________。

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