Question

【題目】氮是重要的非金屬元素，可以形成多種化合物。回答以下問題：

(1)基態氮原子的電子排布式是________________。C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是____________________。

(2)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，燃燒時發生的反應是：

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

若該反應中有4molN-H鍵斷裂，則形成的π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的晶體內不存在__________(填標號)

a．離子鍵 b．共價鍵 c．配位鍵 d．范德華力

(3)(CH3)3NH+和AlCl4-形成離子液體。離子液體由陰、陽離子組成，熔點低于100℃，其揮發性一般比有機溶劑___________(填“大”或“小”)，可用作____________(填代號)。

a．助燃劑 b．“綠色”溶劑

c．復合材料 d．絕熱材料

(4)X+中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3-形成的晶體結構如圖所示。X的元素符號是___________，與同一個N3-相連的X+有_________個。

Answer 1

【答案】 1s22s22p3 N>O>C 三角錐形 sp3 3 d 小 b Cu 【答題空10】6

【解析】(1)氮的核電荷數為7，其基態氮原子的電子排布式是1s22s22p3；C、N、O屬于同一周期元素且原子序數依次減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，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；

(2)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；

②若該反應中有4mol N-H鍵斷裂，則有1molN2H4參加反應，生成氮氣的物質的量=mol=1.5mol，每個N2分子只含有2個π鍵，則形成的π鍵有3mol。

③硫酸銨是離子化合物，硫酸銨中存在離子鍵和共價鍵，N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，所以N2H6SO4的晶體內存在離子鍵、配位鍵和共價鍵，不含范德華力，故選d；

(3)離子液體中的作用力是離子鍵，盡管微弱但強于氫鍵和分子間作用力，所以其揮發性就小，不會污染環境，是“綠色”溶劑；

(4)X+所含電子=2+8+18=28，所以X為29號Cu元素，從圖上看○少●多，結合X3N知，○為N3-，以頂角上的○為中心，距離最近的X+有3個．構成一個完整的三維空間需8個這樣的立方體，則每個N3-周圍有X+：8×3×=6個(棱上原子為4個晶胞所共用，所以每個原子在此晶胞中為份)。