Question

19．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(jià)電子排布式是2s²2p³．
（2）肼（N₂H₄）分子可視為NH₃分子中的一個(gè)氫原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物．
①N₂H₄的結(jié)構(gòu)式為．
②肼可用作火箭燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）
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與硫酸銨晶體類型相同，則N₂H₆SO₄的晶體內(nèi)不存在D
A．離子鍵     B．共價(jià)鍵     C．配位鍵    D．范德華力
（3）FeCl₃溶液與KSCN溶液混合，得到含多種配合物的紅色溶液，其中配位數(shù)為5的配合物的化學(xué)式是K₂Fe（SCN）₅．KSCN中的陰離子與CO₂互為等電子體，該陰離子的電子式是．
（4）美國科學(xué)家合成了結(jié)構(gòu)呈“V”形對(duì)稱的N₅⁺，已知該離子中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．則有關(guān)該離子的下列說法中正確的是B．
A．每個(gè)N₅⁺中含有35個(gè)質(zhì)子和36個(gè)電子    B．該離子中有非極性鍵和配位鍵
C．該離子中含有2個(gè)π鍵                 D．與PCl₄⁺互為等電子體
（5）圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個(gè)氮原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)（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(gè)氫鍵予以識(shí)別．

下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是c（填標(biāo)號(hào)）．
a．CF₄         b．CH₄        c． NH₄⁺       d．H₂O
（6）N的最高價(jià)氧化物為無色晶體，它由兩種離子構(gòu)成：已知其陰離子構(gòu)型為平面正三角形，則其陽離子的構(gòu)型為直線形，陽離子中氮的雜化方式為sp．

Answer 1

分析 （1）N原子核外有7個(gè)電子，最外層有5個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理順序其價(jià)電子排布式；
（2）①N₂H₄中原子間以單鍵形式存在；
②若該反應(yīng)N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ•mol^-1中有4molN-H鍵斷裂，說明有1mol肼參加反應(yīng)，有1.5mol氮?dú)馍�成，每個(gè)氮?dú)夥肿又泻�有兩個(gè)π鍵，據(jù)此計(jì)算形成的π鍵的物質(zhì)的量；
③根據(jù)硫酸銨晶體中存在的化學(xué)鍵判斷；
（3）根據(jù)化學(xué)式中化合價(jià)的代數(shù)和為零來書寫化學(xué)式；氧與硫的最外層電子數(shù)相同，先確定SCN^-中各原子的連接順序以及成鍵方式，再結(jié)合離子電子式的書寫方法書寫．
（4）A．N₅⁺是由N₅分子失去1個(gè)電子得到的，1個(gè)N₅分子是由5個(gè)氮原子構(gòu)成的，據(jù)此進(jìn)行分析解答．
B．同種非金屬元素之間形成非極性共價(jià)鍵，不同種非金屬元素之間形成極性共價(jià)鍵，含有孤電子對(duì)和含有空軌道的原子之間能形成配位鍵，配位鍵屬于共價(jià)鍵；
C．1個(gè)氮氮三鍵中含有2個(gè)π鍵；
D．根據(jù)具有相同原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)的微�；シQ為等電子體；
（5）本題中嵌入某微粒分別與4個(gè)N原子形成4個(gè)氫鍵；
（6）氮是7號(hào)元素，價(jià)電子數(shù)是5，氮的最高價(jià)氧化物為N₂O₅，由兩種離子構(gòu)成，其中陰離子構(gòu)型為平面正三角形，化學(xué)式應(yīng)為NO₃^-，則其陽離子的化學(xué)式為：NO₂⁺，其中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為$\frac{5-1}{2}$=2，所以其中的氮原子按sp方式雜化，陽離子的構(gòu)型為直線型，據(jù)此答題．

解答 解：（1）氮原子的電子排布式1s²2s²2p³，其價(jià)層電子排布式為2s²2p³，故答案為：2s²2p³；
（2）①N₂H₄分子中每個(gè)N原子和兩個(gè)H原子形成兩個(gè)共價(jià)單鍵，N原子之間存在共價(jià)單鍵，所以其結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：；
②若該反應(yīng)N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ•mol^-1中有4molN-H鍵斷裂，說明有1mol肼參加反應(yīng)，有1.5mol氮?dú)馍�成，每個(gè)氮?dú)夥肿又泻�有兩個(gè)π鍵，所以形成的π鍵有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(gè)共價(jià)鍵（其中2個(gè)配位鍵），N和N之間形成共價(jià)鍵，SO₄^2-中S和O之間形成共價(jià)鍵，不含范德華力，
故選：D；
（3）FeCl₃溶液與KSCN溶液混合，得到含多種配合物的紅色溶液，其中配位數(shù)為5的配合物的化學(xué)式是K₂Fe（SCN）₅；SCN^-中各原子的連接順序?yàn)镾-C-N，S與C形成一對(duì)共用電子對(duì)，C與N形成三對(duì)共用電子對(duì)，SCN^-得到的一個(gè)電子給了S，故SCN^-的電子式，
故答案為：K₂Fe（SCN）₅；；
（4）A．1個(gè)氮原子中含有7個(gè)質(zhì)子、7個(gè)電子，則1個(gè)N₅分子中含有35個(gè)質(zhì)子、35個(gè)電子，N₅⁺是由N₅分子失去1個(gè)電子得到的，則1個(gè)N₅⁺粒子中有35個(gè)質(zhì)子，34個(gè)電子，故A錯(cuò)誤；
B．N₅⁺中氮氮三鍵是非極性共價(jià)鍵，中心的氮原子有空軌道，兩邊的兩個(gè)氮原子提供孤電子對(duì)形成配位鍵，故B正確；
C．1個(gè)氮氮三鍵中含有2個(gè)π鍵，所以該離子中含有4個(gè)π鍵，故C錯(cuò)誤；
D．N₅⁺和PCl₄⁺具有相同原子數(shù)，但價(jià)電子數(shù)分別為24，27，不是等電子體，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（5）注意氫鍵的形成條件及成鍵元素（N、O、F、H），本題中嵌入某微粒分別與4個(gè)N原子形成4個(gè)氫鍵，由成鍵元素及數(shù)目可知為NH₄⁺，
故答案為：c；
（6）氮的最高價(jià)氧化物為N₂O₅，由兩種離子構(gòu)成，其中陰離子構(gòu)型為平面正三角形，化學(xué)式應(yīng)為NO₃^-，則其陽離子的化學(xué)式為：NO₂⁺，其中心原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為：$\frac{5-1}{2}$=2，所以其中的氮原子按sp方式雜化，陽離子的構(gòu)型為直線型，
故答案為：直線，sp．

點(diǎn)評(píng) 本題考查考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、電離能的大小比較、雜化類型、配位鍵等知識(shí)，綜合考查學(xué)生的分析能力和基本概念的綜合運(yùn)用能力，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，難度中等．