Question

2007年8月《地球学报》杂志报道，利用氮、氧及氮、硼同位素技术，通过测定可知地下硝酸盐来源的水污染情况．
完成下列填空：
（1）关于¹⁴N与¹⁵N的正确说法是

c

；
a、自然界氮元素中¹⁴N的含量：空气中大于地壳中   b、单质：¹⁴N₂与¹⁵N₂互为同位素
c、电子层结构：¹⁴N与¹⁵N完全相同                d、原子半径：¹⁴N小于¹⁵N
与N元素同周期且最外层有2个未成对电子的元素相互组成的化合物属于

极性或非极性

分子．（填：“极性”、“非极性”、“极性或非极性”）
（2）NH₃与H₂O分别能与H⁺结合成NH₄⁺与H₃O⁺．与NH₄⁺具有相同空间构型的微粒是

b、c

；
a、H₃O⁺           b、CH₄          c、P₄            d、NH₃
分子中的键角：CH₄

＞

 P₄（填：“＞”、“=”或“＜”）．
（3）H₃O⁺与NH₄⁺的水溶液均显酸性．用离子方程式表示NH₄⁺水溶液显酸性的原因：

NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺

．
（4）使用N、O、B同位素，并结合水化学分析，将更有利于对测定结果的解释．写出B原子的最外层电子排布式

2s²2p¹

；B原子核外的电子处在

3

个不同的能级上．

Answer 1

分析：（1）a、根据同位素原子在元素中所占的比例是不变的； 
b、同位素是质子数相同中子数不同的原子；
c、¹⁴N与¹⁵N的核外电子数都为7，
d、同种元素的不同原子，核外电子数越多，半径越大；
先与N元素同周期且最外层有2个未成对电子的元素有C、O两种，然后根据原子间以共价键结合，分子里电荷分布均匀，正负电荷中心重合的分子为非极性分子；原子间以共价键结合，分子里电荷分布不均匀，正负电荷中心不重合的分子为极性分子来分析；
（2）根据NH₄⁺的空间结构为正四面体；H₃O⁺、CH₄、P₄、NH₃的空间结构为三角锥形、正四面体、正四面题、三角锥形；CH₄分子中键角为109.5°，P₄分子中键角为69°，
（3）NH₄⁺水解使溶液呈酸性；
（4）B原子的最外层电子数为3，根据电子排布式来书写；B原子核外电子排布式来解答；

解答：解：（1）a、同位素原子在元素中所占的比例是不变的，所以自然界氮元素中¹⁴N的含量：空气中=地壳中，故a错误；
b、¹⁴N₂与¹⁵N₂都是原子，不是同位素，故b错误；
c、¹⁴N与¹⁵N的核外电子数都为7，电子层结构完全相同，故c正确；
d、¹⁴N小于¹⁵N的核外电子数都为7，核外电子数相等，半径相等，故d错误；
故选：c；
先与N元素同周期且最外层有2个未成对电子的元素有C、O两种，形成的化合物有：CO和CO₂；CO原子间以共价键结合，分子里电荷分布不均匀，正负电荷中心不重合，为极性分子；CO₂原子间以共价键结合，分子里电荷分布均匀，正负电荷中心重合，为非极性分子，
故答案为：极性或非极性；
（2）NH₄⁺的空间结构为正四面体；H₃O⁺、CH₄、P₄、NH₃的空间结构为三角锥形、正四面体、正四面题、三角锥形，所以微粒与NH₄⁺具有相同空间构型的微粒是CH₄、P₄，故选：b、c；
CH₄分子中键角为109.5°，P₄分子中键角为69°，分子中的键角：CH₄＞P₄，故答案为：＞；
（3）NH₄⁺水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，使溶液呈酸性，故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（4）B原子的最外层电子数为3，最外层电子排布式为：2s²2p¹；B原子核外电子排布式：1S²2s²2p¹，核外的电子处在3个不同的能级上，故答案为：2s²2p¹；3；

点评：本题主要考查了同位素、分子的极性、离子的空间结构，难度不大，注意知识的积累．