Question

4．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2s²2p³．
（2）C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是N＞O＞C．
（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4mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有3mol．
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d（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c（填標號）．
a．CF₄      b．CH₄      c．NH₄⁺     d．H₂O．

Answer 1

分析 （1）N原子核外有7個電子，最外層有5個電子，根據(jù)構(gòu)造原理順序其價電子排布式；
（2）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
（3）①根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構(gòu)型和原子的雜化方式；
②反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，生成1.5molN₂，根據(jù)結(jié)構(gòu)式N≡N判斷；
③根據(jù)硫酸銨晶體中存在的化學鍵判斷；
（4）嵌入某微粒分別與4個N原子形成4個氫鍵．

解答 解：（1）氮原子的電子排布式1s²2s²2p³，其價層電子排布式為2s²2p³，
故答案為：2s²2p³；
（2）C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一電離能大小順序是N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（3）①NH₃分子中氮原子含有3個共價鍵和一個孤電子對，所以空間構(gòu)型是三角錐型；N₂H₄分子中氮原子的價層電子對=3+1=4，含有一個孤電子對，N原子軌道的雜化類型是sp³，
故答案為：三角錐型；sp³；
②N₂O₄+2N₂H₄═3N₂+4H₂O，若該反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，即有1mol N₂H₄參加反應(yīng)，生成1.5mol N₂，形成π鍵的物質(zhì)的量為2×1.5mol=3mol，
故答案為：3；
③3N₂H₆SO₄和（NH₄）₂SO₄都是離子晶體，N₂H₆ ²⁺和SO₄^2-之間存在離子鍵，N₂H₆²⁺中N和H之間形成6個共價鍵（其中2個配位鍵），N和N之間形成共價鍵，SO₄^2-中S和O之間形成共價鍵，不含范德華力，
故選：d；
（4）由氫鍵的形成條件及成鍵元素（N、O、F、H）可知，本題中嵌入某微粒分別與4個N原子形成4個氫鍵，由成鍵元素及數(shù)目可知為NH₄⁺，
故答案為：c．

點評 本題考查了價電子排布式、元素第一電離能大小比較、分子空間構(gòu)型的判斷、原子的雜化方式的判斷等知識點，題目難度中等，注意分子空間構(gòu)型的判斷及原子雜化方式的判斷是高考的熱點．