《2025年学霸高考黑题化学人教版》

巩固训练5 (2025·山东滨州二模) 氮形成的一系列化合物广泛应用于科研、医疗、化工等领域。回答下列问题：
(1)基态N原子核外电子的空间运动状态有5种；N、O、F第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O(填元素符号)。
(2)甲胺(CH₃NH₂)和肼(NH₂NH₂)都可用作制药原料。
①两者的碱性随N原子电子云密度增大而增强，则其中碱性较强的是CH₃NH₂(填化学式)，原因是甲基是推电子基，使甲胺中N电子云密度增大。
②肼与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，其晶体内存在ABC(填字母)。
A. 离子键
B. 共价键
C. 配位键
D. 金属键
(3)含氮有机物邻二氮菲，简称为phen)是平面分子，能与Fe²⁺生成稳定的螯合物，其反应原理如下：Fe²⁺+3⇌[Fe(phen)₃]²⁺。
①phen中N原子的价层孤电子对占据D(填字母)。
A. 2s轨道
B. 2p轨道
C. sp³杂化轨道
D. sp²杂化轨道
②[Fe(phen)₃]²⁺中Fe²⁺的配位数为6。
(4)活性氮物质Li₂CN₂能用于合成多种高附加值含氮化合物，其晶胞形状为长方体，结构如图。

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。图中m处Li⁺的分数坐标为$\begin{pmatrix} \frac {1}{2},0,\frac {p}{b}\end{pmatrix}$($p$ nm为m处Li⁺到底面的垂直距离)，则n处Li⁺的分数坐标为($1,\frac{1}{2},\frac{b - p}{b}$)；该晶体的密度$\rho$ =$\frac{108}{a^2b·N_A}$×10²¹g·cm⁻³($N_{A}$表示阿伏加德罗常数的值，用含$a$、$b$、$N_{A}$的代数式表示)。

答案： 巩固训练5
(1)5　F＞N＞O
(2)①CH₃NH₂　甲基是推电子基，使甲胺中N电子云密度增大　②ABC
(3)①D　②6
(4)($1,\frac{1}{2},\frac{b - p}{b}$)　$\frac{108}{a^2b·N_A}$×10²¹
解析：
(1)基态氮原子核外有7个电子，所以基态N原子核外电子的空间运动状态有5种；同一周期从左到右，元素的第一电离能有增大的趋势，但由于氮原子的价电子排布式为2s²2p³，2p能级上排布3个电子，是半充满的稳定结构，所以其第一电离能大于其后的氧元素，所以N、O、F第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O。
(2)①甲基为推电子基团，会导致甲胺中N的电子云密度增大，则CH₃NH₂碱性更强；②肼(N₂H₄)分子与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，N₂H₆SO₄与(NH₄)₂SO₄化合物类型相同，故N₂H₆SO₄是离子晶体，N₂H₆²⁺和SO₄²⁻之间存在离子键，N₂H₆²⁺中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键)，SO₄²⁻中也存在共价键，故选ABC。
(3)①phen为平面分子，N原子的价层孤电子对占据sp²杂化轨道，故选D；②[Fe(phen)₃]²⁺中，每个邻二氮菲分子中两个氮原子与Fe²⁺形成2个配位键，该配离子中配体是3个，所以Fe²⁺的配位数为6。
(4)图中m处Li⁺的分数坐标为($\frac{1}{2}$,0,$\frac{p}{b}$)(p nm为m处Li⁺到底面的垂直距离)，由晶胞结构可知n处Li⁺的分数坐标为($1,\frac{1}{2},\frac{b - p}{b}$)，CN₂⁻的个数为8×$\frac{1}{8}$ + 1 = 2，Li⁺的个数为8×$\frac{1}{2}$ = 4，设N_A表示阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ = $\frac{4×7 + 40×2}{a^2b·N_A}$×10²¹g·cm⁻³ = $\frac{108}{a^2b·N_A}$×10²¹g·cm⁻³。