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选做题--物质结构与性质某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,广泛用于陶瓷工业等领域.(1)基态氮原子的核外电子排布式为(2)工业上将氧化铝与氮气和
题目详情

某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,广泛用于陶瓷工业等领域.
(1)基态氮原子的核外电子排布式为______
(2)工业上将氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应生成X和 CO,X的晶体结构如图,其化学式为______,该反应的化学方程式为______.
(3)已知氮化硼与X晶体类型相同,且氮化硼的熔点比X高,可能的原因是______.
(4)X晶体中氮原子的杂化轨道类型为______杂化,晶体中包含的化学键类型为______.
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.金属键
(5)若X的密度为ρg/cm3,试计算晶体中最近的两个N原子的距离为
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▼优质解答
答案和解析
(1)氮是7号元素,核外电子数是5,核外电子排布式为1s222s222p33,
故答案为:1s222s222p33;
(2)根据X的晶体结构图可知,晶胞中含有氮原子为4,含有铝原子
×8+
×6=4,所以X的化学式为AlN,氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO,
故答案为:AlN;Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO;
(3)氮化硼与AlN相比,硼原子半径比铝原子半径小,所以键能就大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比AlN高,
故答案为:氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B-N键键能大于Al-N键键能;
(4)由AlN的晶胞结构可知,一个N原子与距离最近的四个Al原子成键,因此N采取sp3杂化,根据X的结构可知,每个铝和氮周围都有四个共价键,都达八电子稳定结构,而铝原子最外层原来只有三个电子,氮原子最外层有5个电子,所以在AlN中有配位键,根据AlN的性质可知它为原子晶体,所以晶体中含有共价键,
故答案为:sp3;BC;
(5)晶体N原子位于晶胞体对角线的
处,将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形,距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线,所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的
,
根据晶胞的密度ρ=
,可以求得晶胞边长为
cm,
进而求得底面对角线的长度为
•
cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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cm,
故答案为:
1 1 18 8 8×8+
×6=4,所以X的化学式为AlN,氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO,
故答案为:AlN;Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO;
(3)氮化硼与AlN相比,硼原子半径比铝原子半径小,所以键能就大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比AlN高,
故答案为:氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B-N键键能大于Al-N键键能;
(4)由AlN的晶胞结构可知,一个N原子与距离最近的四个Al原子成键,因此N采取sp3杂化,根据X的结构可知,每个铝和氮周围都有四个共价键,都达八电子稳定结构,而铝原子最外层原来只有三个电子,氮原子最外层有5个电子,所以在AlN中有配位键,根据AlN的性质可知它为原子晶体,所以晶体中含有共价键,
故答案为:sp3;BC;
(5)晶体N原子位于晶胞体对角线的
处,将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形,距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线,所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的
,
根据晶胞的密度ρ=
,可以求得晶胞边长为
cm,
进而求得底面对角线的长度为
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cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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cm,
故答案为:
1 1 12 2 2×6=4,所以X的化学式为AlN,氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应的化学方程式为Al22O33+N22+3C=2AlN+3CO,
故答案为:AlN;Al22O33+N22+3C=2AlN+3CO;
(3)氮化硼与AlN相比,硼原子半径比铝原子半径小,所以键能就大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比AlN高,
故答案为:氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B-N键键能大于Al-N键键能;
(4)由AlN的晶胞结构可知,一个N原子与距离最近的四个Al原子成键,因此N采取sp33杂化,根据X的结构可知,每个铝和氮周围都有四个共价键,都达八电子稳定结构,而铝原子最外层原来只有三个电子,氮原子最外层有5个电子,所以在AlN中有配位键,根据AlN的性质可知它为原子晶体,所以晶体中含有共价键,
故答案为:sp33;BC;
(5)晶体N原子位于晶胞体对角线的
处,将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形,距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线,所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的
,
根据晶胞的密度ρ=
,可以求得晶胞边长为
cm,
进而求得底面对角线的长度为
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cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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cm,
故答案为:
1 1 14 4 4处,将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形,距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线,所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的
,
根据晶胞的密度ρ=
,可以求得晶胞边长为
cm,
进而求得底面对角线的长度为
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cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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故答案为:
1 1 12 2 2,
根据晶胞的密度ρ=
,可以求得晶胞边长为
cm,
进而求得底面对角线的长度为
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cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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cm,
故答案为:
4×27+4×14 4×27+4×14 4×27+4×14NA NA NAA晶胞边长3 晶胞边长3 晶胞边长33,可以求得晶胞边长为
cm,
进而求得底面对角线的长度为
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cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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cm,
故答案为:
3
3 3
164 164 164ρ•NA ρ•NA ρ•NAA cm,
进而求得底面对角线的长度为
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cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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cm,
故答案为:
2 2 2•
cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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cm,
故答案为:
3
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164 164 164ρ•NA ρ•NA ρ•NAA cm,所以晶体中最近的两个N原子的距离为
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故答案为:
2 2 22 2 2•
cm,
故答案为:
3
3 3
164 164 164ρ•NA ρ•NA ρ•NAA cm,
故答案为:
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故答案为:1s222s222p33;
(2)根据X的晶体结构图可知,晶胞中含有氮原子为4,含有铝原子
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故答案为:AlN;Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO;
(3)氮化硼与AlN相比,硼原子半径比铝原子半径小,所以键能就大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比AlN高,
故答案为:氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B-N键键能大于Al-N键键能;
(4)由AlN的晶胞结构可知,一个N原子与距离最近的四个Al原子成键,因此N采取sp3杂化,根据X的结构可知,每个铝和氮周围都有四个共价键,都达八电子稳定结构,而铝原子最外层原来只有三个电子,氮原子最外层有5个电子,所以在AlN中有配位键,根据AlN的性质可知它为原子晶体,所以晶体中含有共价键,
故答案为:sp3;BC;
(5)晶体N原子位于晶胞体对角线的
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故答案为:AlN;Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO;
(3)氮化硼与AlN相比,硼原子半径比铝原子半径小,所以键能就大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比AlN高,
故答案为:氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B-N键键能大于Al-N键键能;
(4)由AlN的晶胞结构可知,一个N原子与距离最近的四个Al原子成键,因此N采取sp3杂化,根据X的结构可知,每个铝和氮周围都有四个共价键,都达八电子稳定结构,而铝原子最外层原来只有三个电子,氮原子最外层有5个电子,所以在AlN中有配位键,根据AlN的性质可知它为原子晶体,所以晶体中含有共价键,
故答案为:sp3;BC;
(5)晶体N原子位于晶胞体对角线的
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故答案为:AlN;Al22O33+N22+3C=2AlN+3CO;
(3)氮化硼与AlN相比,硼原子半径比铝原子半径小,所以键能就大,它们都是原子晶体,所以氮化硼的熔点比AlN高,
故答案为:氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B-N键键能大于Al-N键键能;
(4)由AlN的晶胞结构可知,一个N原子与距离最近的四个Al原子成键,因此N采取sp33杂化,根据X的结构可知,每个铝和氮周围都有四个共价键,都达八电子稳定结构,而铝原子最外层原来只有三个电子,氮原子最外层有5个电子,所以在AlN中有配位键,根据AlN的性质可知它为原子晶体,所以晶体中含有共价键,
故答案为:sp33;BC;
(5)晶体N原子位于晶胞体对角线的
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根据晶胞的密度ρ=
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