Question

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）（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。

①N₂H₄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)生的反應是：N₂O₄（1）+2N₂H₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H= —103 8．7kJ．mol^—1

若該反應中有4mol N—H鍵斷裂，則形成的鍵有          mol。

③肼能與硫酸反應生成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）氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料，在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶缽中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學鍵為___         。

（5）六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為3．615×l0^—10m，立方氮化硼晶胞中含有      個氮原子、      個硼原子，立方氮化硼的密度是      g．cm^一3（只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）

 

Answer 1

【答案】

（1）2s²2p³ （2分）

（2）N＞O＞C（2分）

（3）①sp³ （2分）    ②3（2分） ③d（2分）

（4）共價鍵（1分）

（5）4（1分）  4（1分）      （2分）

【解析】

試題分析：（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)反應式可知，當反應中有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）B與N為非金屬元素，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學鍵為共價鍵。

（5）金剛石晶胞是立方體，其中8個頂點有8個碳原子，6個面各有6個碳原子，立方體內(nèi)部還有4個碳原子，所以金剛石的一個晶胞中含有的碳原子數(shù)＝8×1/8 + 6×1/2 + 4 ＝ 8，因此立方氮化硼晶胞中應該含有4個N和4個B原子。立方氮化硼的一個晶胞中含有4個N和4個B原子，故“每個BN分子”所占的體積為(361.5×10^－10cm)³/4  ，每mol的體積為(361.5×10^－10cm)³×N_A/4，每mol的質(zhì)量為(361.5×10^－10cm)³×N_A×ρ/4＝25，故立方氮化硼的密度是 。

考點：本題考查電子排布式的書寫、電離能比較、微粒間相互作用、晶胞的分析與計算。