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

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雜化

．
②肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應是：
N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1 038.7kJ?mol^-1 若該反應中有4mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有

3

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

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．NH

+ 4

  d．H₂O．

Answer 1

分析：（1）N原子核外有7個電子，根據(jù)電子排布式1s²2s²2p³判斷；
（2）基態(tài)氮原子價電子層p軌道處于半充滿狀態(tài)，其第一電離能大于氧原子；
（3）①根據(jù)價層電子對數(shù)判斷；
②反應中有4mol N-H鍵斷裂，生成1.5molN₂，根據(jù)結(jié)構(gòu)式N≡N判斷；
③N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，應含有配位鍵、離子鍵和共價鍵；
（4）本題中嵌入某微粒分別與4個N原子形成4個氫鍵．

解答：解：（1）N原子核外有7個電子，最外層有5個電子，價電子排布式為2s²2p³，故答案為：2s²2p³；
（2）同周期元素從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，由于基態(tài)氮原子價電子層p軌道處于半充滿狀態(tài)，所以其第一電離能大于氧原子，故答案為：N＞O＞C；
（3）①NH₃分子中N原子形成3個δ鍵，且有1個孤電子對，則為三角錐形，由于N₂H₄分子中N原子所形成共價鍵的數(shù)目與NH₃相同，故其原子軌道的雜化類型與NH₃中的N原子一樣，也是sp³雜化，故答案為：三角錐形；sp³雜化；
②N₂O₄+2N₂H₄═3N₂+4H₂O，若該反應中有4mol N-H鍵斷裂，即有1mol N₂H₄參加反應，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；
③肼與硫酸反應的離子方程式為N₂H₄+2H⁺═N₂H₆²⁺，N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，N₂H₆²⁺中的化學鍵是共價鍵與配位鍵，N₂H₆²⁺與SO₄^2-之間是離子鍵，不存在范德華力，故答案為：d；
（4）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，綜合考查學生的分析能力和基本概念的綜合運用能力，為高考常見題型和高頻考點，注意相關(guān)基礎知識的學習，難度中等．