Question

【題目】氮、磷是植物生長所需的重要元素。回答下列問題：

（1）下列N原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量由低到高的順序是____（填標(biāo)號）。

（2）羥氨（NH2OH）可看成是氨分子內(nèi)的一個氫原子被羥基取代的衍生物，分子中N的雜化類型是___。羥氨易溶于水，其主要原因是____。

（3）第一電離能I1(N)_____I1(P)（填“＞”“＜”“＝”），原因是_____。

（4）直鏈多磷酸根陰離子是由兩個或兩個以上磷氧四面體通過共用頂角氧原子連接起來的，如圖所示。則由n個磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為_____。

（5）氮化鍺具有耐腐蝕、硬度高等優(yōu)點，晶體中鍺原子與氮原子之間存在明顯的s-p雜化現(xiàn)象，氮化鍺晶體屬于______晶體。一種氮化鍺晶胞的球棍模型如圖，其化學(xué)式為_____，若晶胞長方體的高為bpm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，晶體的密度為ρ g/cm3，則晶胞底面正方形的邊長為_______ pm（列出計算式）。

Answer 1

【答案】A＜C＜B＜D sp3雜化 羥氨分子與水分子均為極性分子，分子間都能形成氫鍵 ＞ N的原子半徑比P小，核對最外層電子的吸引力較大 [PnO3n+1](n+2)- 原子 Ge3N4 ×1015

【解析】

(1)原子核外電子排布中，如果電子所占的軌道能級越高，該原子能量越高，據(jù)此判斷；

(2)分子中N原子與3個原子相連，含有1個孤電子對；羥氨分子與水分子均為極性分子，分子間都能形成氫鍵，據(jù)此解答；

(3)根據(jù)原子半徑的大小，結(jié)合核對最外層電子的吸引力分析判斷；

(4)含有n個磷原子的多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個磷酸根離子中去掉了(n-1)氧原子，可以得出P與O原子關(guān)系，化合價代數(shù)和等于離子所帶電荷；

(5)根據(jù)氮化鍺具有耐腐蝕、硬度高等優(yōu)點判斷晶體類型；根據(jù)分?jǐn)偡ㄓ嬎憔О�中含有的鍺原子和氮原子數(shù)目，據(jù)此書寫氮化鍺的化學(xué)式；結(jié)合密度的計算公式分析解答。

(1)原子核外電子排布中，如果電子所占的軌道能級越高，該原子能量越高，軌道能量：1s＜2s＜2p，根據(jù)占據(jù)2p軌道電子的數(shù)目可知，A能量最低，D能量最高，根據(jù)占據(jù)2s軌道電子的數(shù)目可知，能量B＞C，因此能量由低到高的順序是A＜C＜B＜D，故答案為：A＜C＜B＜D；

(2)羥氨(NH2OH)可看成是氨分子內(nèi)的一個氫原子被羥基取代的衍生物，分子中N原子與3個原子相連，含有1個孤電子對，采用sp3雜化；羥氨易溶于水，是因為羥氨分子與水分子均為極性分子，分子間都能形成氫鍵，故答案為：sp3雜化；羥氨分子與水分子均為極性分子，分子間都能形成氫鍵；

(3)N的原子半徑比P小，核對最外層電子的吸引力較大，因此第一電離能I1(N)＞I1(P) ，故答案為：＞；N的原子半徑比P小，核對最外層電子的吸引力較大；

(4)含有n個P原子的多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個磷酸根離子中去掉了(n-1)氧原子，O原子數(shù)目=3n-(n-1)=3n+1，所帶電荷為(-2)×(3n+1)+5n=-(n+2)，故由n個磷氧四面體形成的這類磷酸根離子的通式為：[PnO3n+1](2+n)-，故答案為：[PnO3n+1](2+n)-；

(5)氮化鍺具有耐腐蝕、硬度高等優(yōu)點，符合原子晶體的特征，因此氮化鍺屬于原子晶體；晶胞中含有的鍺原子數(shù)目=10×+4×=6，氮原子數(shù)目=8，因此氮化鍺的化學(xué)式為Ge3N4；

設(shè)晶胞底面正方形的邊長為x pm，因為晶胞的質(zhì)量=g，晶胞的體積=x2b pm3，則ρ g/cm3=，因此x2=×1030，解得x=×1015，故答案為：×1015。