Question

【題目】舉世矚目的中國探月工程三期再入返回試驗器于2014年10月24日凌晨成功發(fā)射，為實現(xiàn)月球采樣和首次地月往返踏出了成功的第一步。探月工程三期的主要目標是實現(xiàn)無人自動采樣返回，突破月面采樣、月面上升、月球軌道交會對接等核心關(guān)鍵技術(shù)。已知所用火箭推進劑為肼 (N2H4)和過氧化氫(H2O2)，火箭箭體一般采用鈦合金材料。

請回答下列問題：

（1）N2H4、H2O2分子中電負性最大的元素在周期表中的位置為_______，第一電離能最大的元素為_______。

（2）鈦的原子序數(shù)為22，其基態(tài)電子排布式示意圖為________________。

（3）1 mol N2H4分子中含有的鍵數(shù)目為_______。

（4）H2O2分子結(jié)構(gòu)如圖1，其中心原子雜化軌道為_______，估計它難溶于CS2，簡要說明原因___________。

（5）氮化硼其晶胞如圖2所示，則處于晶胞頂點上的原子的配位數(shù)為___，若立方氮化硼的密度為ρ g·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則兩個最近N原子間的距離為________cm。

Answer 1

【答案】第二周期ⅥA族 N 3.01×1024 sp3 H2O2為極性分子，CS2為非極性溶劑，所以H2O2不能溶解在CS2中 4

【解析】

（1）N2H4、H2O2共有H、O、N三種元素，根據(jù)非金屬性越強，其電負性越大，可知O元素為電負性最大的元素，O元素位于周期表中第二周第ⅥA族。由于N原子2p3上的電子處于半充滿狀態(tài)，很難失去1個電子，所以第一電離能最大。

（2）Ti的原子序數(shù)為22，Ti原子核外有22個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律和相關(guān)規(guī)則，其基態(tài)電子排布示意圖為。

（3）N2H4中的N原子滿足8電子結(jié)構(gòu)，H原子滿足2電子結(jié)構(gòu)，N2H4的分子結(jié)構(gòu)簡式為H2N―NH2，可見1molN2H4中含有5mol鍵，其數(shù)目=5×6.02×1023個=3.01×1024個。

（4）H2O2中中心原子為O原子，O原子成2個σ鍵，有2對孤對電子，原子雜化軌道數(shù)=鍵數(shù)+孤對電子對數(shù)=2+2=4，故H2O2分子的中心原子采用sp3雜化。由H2O2的結(jié)構(gòu)可知，H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據(jù)“相似相容原理”，H2O2不能溶解在CS2中。

（5）根據(jù)“均攤法”可知，1個氮化硼晶胞中含有N原子數(shù)=8×1/8＋6×1/2=4，B原子全部位于晶胞內(nèi)，共4個B原子，化學式為BN，由于B原子周圍距其最近有4個N原子，其配位數(shù)是4，所以處于晶胞頂點上的N原子的配位數(shù)也為4；一個晶胞的質(zhì)量為g，設該立方氮化硼晶胞的邊長為acm，則1個立方氮化硼晶胞的體積是a3 cm3，因此ρ=，解得a=，兩個最近N原子間的距離是此晶胞面對角線的1/2，即為。