Question

三氟化氮（NF₃）是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，在半導體加工、太陽能電池制造和液晶顯示器制造中得到廣泛應用．它可在銅的催化作用下由F₂和過量的NH₃反應得到，該反應另一種產物為鹽．
（1）該反應的化學方程式為

 

，生成物NF₃中氮原子的雜化方式為

 

，NF₃分子空間構型為

 

；
（2）N、F兩種元素的氫化物穩(wěn)定性比較，NH₃

 

HF（選填“＞”或“＜”）；
（3）N₃^-被稱為類鹵離子，寫出1種與N₃^-互為等電子體的分子的化學式

 

；
（4）元素A基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，A跟氟可形成離子化合物，其晶胞結構如圖，該離子化合物的化學式為

 

．
（5）化合物AF₂的晶胞結構如圖所示，該離子化合協晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積是

 

 cm³（只要求列算式，阿伏加德羅常數的值為N_A）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結構性質的相互關系應用

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）F₂和過量的NH₃反應生成NF₃和NH₄F，根據分子中δ鍵和孤電子對數判斷雜化類型和分子的空間構型；
（2）元素的非金屬性越強，對應的氫化物越穩(wěn)定；
（3）N₃^-含有3個原子和22個電子，結合等電子體的定義分析；
（4）元素A基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，應為Ca元素，利用均攤法計算化學式；
（5）根據晶胞計算AF₂個數，進而計算質量，結合ρ=

m

V

計算．

解答： 解：（1）F₂和過量的NH₃反應生成NF₃和NH₄F，反應的方程式為3F₂+4NH₃

Cu  .

NF₃+3NH₄F，NF₃中含有3個δ鍵，且孤電子對數為

5-3

2

=1，則應為sp³雜化，空間構型為三角錐形，
故答案為：3F₂+4NH₃

Cu  .

NF₃+3NH₄F；sp³雜化；三角錐形；
（2）由于非金屬性N＜F，則HF更穩(wěn)定，故答案為：＜；
（3）N₃^-含有3個原子和22個電子，價電子總數為16，則對應的等電子體有CO₂或CS₂、N₂O等，故答案為：N₂O或CO₂；
（4）元素A基態(tài)原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，應為Ca元素，由晶胞結構可知Ca²⁺離子位于晶胞的定點和面心，共含有8×

1

8

+6×

1

2

=4個，F^-離子位于體心，共8個，則化學式為CaF₂，
故答案為：CaF₂；
（5）晶胞平均含有4個Ca²⁺，8個F^-，質量為

312

NA

g，該離子化合協晶體的密度為a g/cm³，則晶胞的體積是

312

aNA

cm³，故答案為：

312

aNA

．

點評：本題考查較為綜合，涉及雜化類型、空間構型、非金屬性的比較、等電子體、配合物知識以及晶胞的計算，側重于知識的掌握與遷移的考查，注意把握晶胞的計算方法，題目難度中等．