Question

（14分）氮元素可以形成多種化合物。回答以下問題：

（1）基態(tài)氮原子的價電子排布式是_________________。

（2）C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是____________。

（3）肼(N₂H₄)分子可視為NH₃分子中的一個氫原子被－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_______________；N₂H₄分子中氮原子軌道的雜化類型是___________。

②肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應(yīng)是：

N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)===3N₂(g)＋4H₂O(g)    △H=－1038.7kJ·mol^－1

若該反應(yīng)中有4molN－H鍵斷裂，則形成的π鍵有________mol。

③肼能與硫酸反應(yīng)生成N₂H₆SO₄。N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，則N₂H₆SO₄的晶體內(nèi)不存在__________(填標號)

a. 離子鍵    b. 共價鍵     c. 配位鍵    d. 范德華力

（4）圖1表示某種含氮有機化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點（見圖2），分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別。

下列分子或離子中，能被該有機化合物識別的是_________（填標號）。

a. CF₄      b. CH₄     c. NH₄^＋     d. H₂O

 

Answer 1

（1）2s²2p³      （2）N＞O＞C

（3）①三角錐形  sP³  ②3   ③d      （4）c    （各2分）

解析:（1）根據(jù)構(gòu)造原理可寫出基態(tài)氮原子的價電子排布式是2s²2p³。

（2）非金屬性越強，第一電離能越大。但由于N中的2p是半充滿，穩(wěn)定性強，所以第一電離能大于O的，順序為N＞O＞C。

（3）①NH₃分子中中心原子含有1對孤對電子，所以是三角錐形結(jié)構(gòu)。NH₃中氮原子軌道的雜化類型是sp³，而肼(N₂H₄)分子可視為NH₃分子中的一個氫原子被—NH₂（氨基）取代形成的，所以N₂H₄分子中氮原子軌道的雜化類型是sp³，這個與H₂O，H₂O₂中O的雜化類型都是sp³的道理是一樣的。②根據(jù)反應(yīng)式可知，當(dāng)反應(yīng)中有4mol N－H鍵斷裂時，必然會生成1.5mol氮氣。由于三鍵中含有2個π鍵，所以形成的π鍵有3mol。

③硫酸銨是離子化合物，含有離子鍵、極性鍵、配位鍵。但沒有范德華力。所以答案選d。

（4）要形成氫鍵，就要掌握形成氫鍵的條件：一是要有H原子，二是要電負性比較強，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。符合這樣的選項就是c和d，但題中要求形成4個氫鍵，氫鍵具有飽和性，這樣只有選c