Question

【題目】H、C、N、O、都屬于自然界中常見非金屬元素．
（1）O、C、N三種元素的第一電離能由小到大順序是；NH4+中氮原子軌道的雜化類型為 ．
（2）CO、N2的結構可表示為：C≡O、N≡N兩者的鍵能數據：（單位kJ/mol）

	A﹣B	A=B	A≡B
CO	357.7	798.9	1071.9
N2	154.8	418.4	941.7

結合數據說明CO比N2活潑的原因 ．
（3）乙二胺（H2N﹣CH2﹣CH2﹣NH2）和三甲胺[N（CH3）3]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點高的多，原因是 ．
（4）C、N元素形成的新材料具有如右圖所示結構，該晶體硬度將超過目前世界上最硬的金剛石，成為首屈一指的超硬新材料．該物質的化學式為： ．

Answer 1

【答案】
（1）C O N；sp3雜化
（2）CO的第一個π鍵的鍵能為273kJ/mol，N2中的第一個π鍵的鍵能為523.3kJ/mol，所以CO的第一個鍵比N2更容易斷裂
（3）乙二胺分子間可以形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵
（4）C3N4
【解析】解：（1）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞C；NH4+中氮原子含有4個共價鍵，所以其軌道的雜化類是sp3雜化；
所以答案是：N＞O＞C；sp3雜化；（2）根據表中數據可知，斷裂C≡O中的一個π鍵消耗的能量是1071.9kJ/mol﹣798.9kJ/mol=273kJ/mol，斷裂N≡N中的一個π鍵消耗的能量是941.7kJ/mol﹣418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，斷裂一個π鍵CO比N2更容易，所以CO更活潑．
所以答案是：CO的第一個π鍵的鍵能為273kJ/mol，N2中的第一個π鍵的鍵能為523.3kJ/mol，所以CO的第一個鍵比N2更容易斷裂；（3）乙二胺（H2N﹣CH2﹣CH2﹣NH2）分子之間可以形成氫鍵，三甲胺[N（CH3）3]分子之間不能形成氫鍵，故乙二胺的沸點較高．
所以答案是：乙二胺分子間可以形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵；（4）該晶胞中含有碳原子個數=8× +4× =3，N原子個數為4，所以其化學式為C3N4 ， 所以答案是：C3N4 ．
【考點精析】通過靈活運用氫鍵的存在對物質性質的影響，掌握氫鍵主要存在于HF、H2O、NH3、CH3CH2OH分子間；故HF、H2O、NH3的沸點分別與同族氫化物沸點相比反常的高即可以解答此題．