Question

3．氮元素可以形成多種化合物．回答以下問(wèn)題：
（1）肼（N₂H₄）分子可視為NH₃分子中的一個(gè)氫原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物．
①NH₃分子的空間構(gòu)型是三角錐形；N₂H₄分子中氮原子軌道的雜化類型是sp³．
②肼可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：${N_2}{O_4}（l）+2{N_2}{H_4}（l）═3{N_2}（g）+4{H_2}O（g）\;△H=-1038.7kJ•mo{l^{-1}}$
若該反應(yīng)中有4molN-H鍵斷裂，則形成的π鍵有3mol．
③肼能與硫酸反應(yīng)形成N₂H₆SO₄．N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同．則N₂H₆SO₄的晶體內(nèi)不存在d（填標(biāo)號(hào)）
a 離子鍵     b 共價(jià)鍵    c 配位鍵    d 范德華力
（2）圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)四個(gè)氮原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)（見(jiàn)圖2），分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個(gè)氫鍵予以識(shí)別．

下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是c（填標(biāo)號(hào)）．
a．CF₄ b．CH₄ c.$N{H_4}^+$   d．H₂O．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定分子空間構(gòu)型和原子的雜化方式；
②根據(jù)氮?dú)滏I和生成氣體、π鍵之間的關(guān)系式計(jì)算；
③根據(jù)硫酸銨晶體中存在的化學(xué)鍵判斷；
（2）能被該有機(jī)物識(shí)別即能嵌入空腔形成4個(gè)氫鍵，則要求某分子或離子是正四面體結(jié)構(gòu)且能形成氫鍵，據(jù)此解題．

解答 解：（1）①NH₃分子中氮原子含有3個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型是三角錐形；N₂H₄分子中氮原子的加成電子對(duì)=3+1=4，含有一個(gè)孤電子對(duì)，N原子軌道的雜化類型是sp³，故答案為：三角錐形；sp³；
②若該反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，則有1molN₂H₄參加反應(yīng)，生成氮?dú)?.5mol，形成的π鍵有1.5mol×2=3mol，故答案為：3；
③硫酸銨是離子化合物，硫酸銨中存在離子鍵和共價(jià)鍵，N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，所以N₂H₆SO₄的晶體內(nèi)存在離子鍵和共價(jià)鍵，不含金屬鍵和范德華力，故答案為：d；
（2）要形成氫鍵，就要掌握形成氫鍵的條件：一是要有H原子，二是要電負(fù)性比較強(qiáng)，半徑比較小的原子比如F、O、N等構(gòu)成的分子間形成的特殊的分子間作用力，符合這樣的選項(xiàng)就是c和d，但題中要求形成4個(gè)氫鍵，氫鍵具有飽和性，這樣只有選c，故答案為：c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合，涉及空間構(gòu)型的判斷、晶體中存在的化學(xué)鍵、氫鍵的成鍵特征等知識(shí)點(diǎn)，分子空間構(gòu)型是考試熱點(diǎn)，注意氫鍵具有飽和性，題目難度不大，要注重基礎(chǔ)知識(shí)的積累．