Question

【題目】科學家從化肥廠生產的(NH4)2SO4中檢出組成為N4H4（SO4）2的物質，經測定，該物質易溶于水，在水中以SO42-和N4H44+兩種離子形式存在，植物的根系極易吸收N4H44+，但它遇到堿時，會生成一種形似白磷的N4分子，N4分子不能被植物吸收。

請回答下列問題：

（1）下列相關說法中，正確的是________(填序號)。

a.N4是N2的同分異構體

b.1 mol N4分解生成N2，形成了4 molπ鍵

c.白磷的沸點比N4高，是因為P-P鍵鍵能比N-N鍵能大

d.白磷的化學性質比N2活潑，說明P的非金屬性比N強

（2）已知白磷、NH4+ 、N4H44+的空間構型均為四面體結構，參照NH4+和白磷的結構式，畫出N4H44+的結構式（配位鍵用表示）________________；

（3）在葉綠素結構示意圖上標出N與Mg元素之間的配位鍵和共價鍵（配位鍵用表示）_______

（4）疊氮化物是研究較早的含全氮陰離子的化合物，如：氫疊氮酸（HN3）、疊氮化鈉（NaN3）等。根據等電子體理論寫出N3-的電子式_____________；疊氮化物能形成多種配合物，在[Co(N3)(NH3)5]SO4，其中鈷顯____價，它的配體是 ________________，寫一種與SO42-等電子體的分子 ________________。

（5）六方相氮化硼晶體內B-N鍵數與硼原子數之比為_______，其結構與石墨相似卻不導電，原因是_______________________________________。

Answer 1

【答案】b+3N3-、NH3CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等合理答案即可3:1立方氮化硼晶體內無自由移動的電子

【解析】

本題為新情景題，主要考查我們靈活運用所學基礎知識，分析解答新問題的能力。

(1)由題意可知，N4與N2是由氮元素組成的兩種不同的單質，二者互為同素異形體；一個N2中含有2個π鍵；結構相似的分子晶體，相對分子量越大，熔沸點越高；同主族從上到下，非金屬性減弱，以此解答。

(2)因為N4H44+的空間構型與P4相同，即N4H44+中的四個氮原子構成正四面體結構，每個氮原子與另外三個氮原子以共價鍵結合，且四個氮原子分別單方面提供共用電子對與H+結合，用“→”表示。

（3）鎂離子為+2價，和4個氮原子作用，形成2個共價鍵和兩個配位鍵。

(4) N3-和CO2是等電子體，根據CO2的電子式寫出N3-的電子式；在[Co(N3)(NH3)5]SO4中，根據化合價代數和為零，可以算得鈷的化合價，配位體：提供孤電子對的分子或離子；等電子體是具有相同的價電子數和原子數的分子或離子。

(5) 六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子形成3個共價單鍵，該物質的層狀結構中不存在自由移動的電子，以此解答。

(1) a．分子式相同結構不同的化合物互稱同分異構體，N4與N2都是N元素的單質，屬于同素異形體，故a錯誤；
b．一個N2中含有2個π鍵，1mol N4分解生成2molN2，形成了4mol π鍵，故b正確；
c．結構相似的分子晶體，相對分子量越大，熔沸點越高，白磷的相對分子量比N4大，與鍵能無關，故c錯誤；
d．同主族從上到下，非金屬性減弱，則P的非金屬性比N弱，白磷的化學性質比N2活潑，與共價鍵穩定性有關，故d錯誤；
故答案為：b；

(2) N4H44+中每個N原子與另外3個N原子形成共價鍵，同時與1個氫離子形成配位鍵，則N4H44+的結構圖為；
故答案為：；

(3)由葉綠素結構示意圖可知，有兩個氮原子提供孤對電子，鎂元素提供空軌道，形成兩個配位鍵，另外兩個氮原子和鎂原子形成共價鍵，故答案為：；

（4）N3-和CO2是等電子體，根據CO2的電子式寫出N3-的電子式為；在[Co（N3）（NH3）5]SO4中，根據化合價代數和為零，設鈷的化合價為+x，則+x+（-1）+（-2）=0，解得x=+3價，它的配體是N3-、NH3；SO42-中含有32個價電子和5個原子，其等電子體的分子可以為CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等；

故答案為：；+3；N3-、NH3；CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等；

（5）六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子形成3個共價單鍵，六方相氮化硼晶體內B-N鍵數與硼原子數之比為3：1，該物質的層狀結構中不存在自由移動的電子，所以不導電，
故答案為：3：1；立方氮化硼晶體內無自由移動的電子。