Question

16．據(jù)報(bào)道科研人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬出結(jié)構(gòu)類似C₆₀的物質(zhì)N₆₀．
已知：①N₆₀分子中每個(gè)氮原子均以N-N鍵結(jié)合三個(gè)N原子而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
②N-N鍵的鍵能為167kJ•mol-1．請(qǐng)回答下列問題．
（1）N₆₀分子組成的晶體為分子晶體，其熔、沸點(diǎn)比N₂高（填“高”或“低”），原因是N₆₀和N₂都是分子晶體，N₆₀相對(duì)分子質(zhì)量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸點(diǎn)比N₂高
（2）1mol N₆₀分解成N₂時(shí)吸收或放出的熱量是放出熱量13230kJ（已知N≡N鍵的鍵能為942kJ•mol^-1），表明穩(wěn)定性N₆₀＜（填“＞”、“＜”或“=”）N₂．
（3）由（2）列舉N₆₀的用途（舉一種）N₆₀分解為N₂時(shí)釋放大量的能量，可用作高能炸藥和火箭推進(jìn)劑等．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)晶體的構(gòu)成微粒判斷；分子晶體中結(jié)構(gòu)和組成相似，其相對(duì)分子質(zhì)量越大沸點(diǎn)越高；
（2）N原子占有其形成的每一個(gè)N-N鍵的$\frac{1}{2}$，一個(gè)N原子完全占有的N-N鍵的數(shù)目是3×$\frac{1}{2}$，60個(gè)N原子形成N-N鍵的總數(shù)為1.5×60=90，先計(jì)算N₆₀中N-N鍵的數(shù)目再計(jì)算總鍵能；含鍵能大穩(wěn)定性差；
（3）利用N₆₀分解為N₂時(shí)釋放出的大量能量，為生產(chǎn)生活、國(guó)防等服務(wù)．

解答 解：（1）N₆₀晶體的構(gòu)成微粒為分子，所以屬于分子晶體；分子晶體中結(jié)構(gòu)和組成相似，其相對(duì)分子質(zhì)量越大熔、沸點(diǎn)越高，N₆₀和N₂都是分子晶體，N₆₀相對(duì)分子質(zhì)量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸點(diǎn)比N₂高，
故答案為：分子；高；N₆₀和N₂都是分子晶體，N₆₀相對(duì)分子質(zhì)量大于N₂，所以N₆₀的熔、沸點(diǎn)比N₂高；
（2）每個(gè)N原子均以氮氮單鍵結(jié)合三個(gè)氮原子，每個(gè)氮氮鍵被2個(gè)氮原子共用，每個(gè)氮原子有1.5個(gè)氮氮鍵，1個(gè)N₆₀分子的結(jié)構(gòu)中含有90個(gè)N-N鍵，則1molN₆₀的總鍵能為167kJ•mol^-1×90mol=15030KJ，生成30molN≡N鍵的鍵能為942kJ•mol^-1×30mol=28260KJ，則反應(yīng)放出能量為28260KJ-15030KJ=13230 KJ，1mol N₆₀分解成N₂時(shí)放出熱量13230KJ，N₆₀能量高，所以穩(wěn)定性N₆₀＜N₂，
故答案為：放出熱量13230；＜；
（3）N₆₀分解為N₂時(shí)釋放大量的能量，可用作高能炸藥和火箭推進(jìn)劑等，
故答案為：N₆₀分解為N₂時(shí)釋放大量的能量，可用作高能炸藥和火箭推進(jìn)劑等．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了元素化合物知識(shí)，明確的C₆₀和N₆₀結(jié)構(gòu)相似性是解題關(guān)鍵，注意分子晶體熔沸點(diǎn)規(guī)律，題目難度不大．