Question

2007年8月《地球學報》雜志報道，利用氮、氧及氮、硼同位素技術，通過測定可知地下硝酸鹽來源的水污染情況。完成下列填空：
（1）關于¹⁴N與¹⁵N的正確說法是           ；
a、自然界氮元素中¹⁴N的含量：空氣中大于地殼中   b、單質：¹⁴N₂與¹⁵N₂互為同位素
c、電子層結構：¹⁴N與¹⁵N完全相同                d、原子半徑：¹⁴N小于¹⁵N
與N元素同周期且最外層有2個未成對電子的元素相互組成的化合物屬于           分子。（填：“極性”、“非極性”、“極性或非極性”）
（2）NH₃與H₂O分別能與H⁺ 結合成NH₄⁺與H₃O⁺。與NH₄⁺具有相同空間構型的微粒是             ；
a、H₃O⁺            b、CH₄          c、P₄            d、NH₃
分子中的鍵角：CH₄        P₄（填：“＞”、“=”或“< ”）。
（3）H₃O⁺ 與NH₄⁺ 的水溶液均顯酸性。用離子方程式表示NH₄⁺ 水溶液顯酸性的原因：
                                                    。
（4）使用N、O、 B同位素，并結合水化學分析，將更有利于對測定結果的解釋。寫出B原子的最外層電子排布式                 ；B原子核外的電子處在          個不同的能級上。

Answer 1

（1）c（1分）；極性或非極性（1分）（2）b、c（1分×2）；﹥（1分）（3）NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺（1分）（4）2s²2p¹ （1分）；3（1分）

試題分析：（1）a、同位素原子在元素中所占的比例是不變的，所以自然界氮元素中¹⁴N的含量：空氣中=地殼中，故a錯誤；b、¹⁴N₂與¹⁵N₂都是原子，不是同位素，故b錯誤；c、¹⁴N與¹⁵N的核外電子數都為7，電子層結構完全相同，故c正確；d、¹⁴N小于¹⁵N的核外電子數都為7，核外電子數相等，半徑相等，故d錯誤；故選：c；先與N元素同周期且最外層有2個未成對電子的元素有C、O兩種，形成的化合物有：CO和CO₂；CO原子間以共價鍵結合，分子里電荷分布不均勻，正負電荷中心不重合，為極性分子；CO₂原子間以共價鍵結合，分子里電荷分布均勻，正負電荷中心重合，為非極性分子，
故答案為：極性或非極性；（2）NH₄⁺的空間結構為正四面體；H₃O⁺、CH₄、P₄、NH₃的空間結構為三角錐形、正四面體、正四面題、三角錐形，所以微粒與NH₄⁺具有相同空間構型的微粒是CH₄、P₄，故選：b、c；CH₄分子中鍵角為109.5°，P₄分子中鍵角為69°，分子中的鍵角：CH₄＞P₄，故答案為：＞；（3）NH₄⁺水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，使溶液呈酸性，故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；（4）B原子的最外層電子數為3，最外層電子排布式為：2s²2p¹；B原子核外電子排布式：1S²2s²2p¹，核外的電子處在3個不同的能級上，故答案為：2s²2p¹；3。