Question

【题目】举世瞩目的中国探月工程三期再入返回试验器于2014年10月24日凌晨成功发射，为实现月球采样和首次地月往返踏出了成功的第一步。探月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回，突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接等核心关键技术。已知所用火箭推进剂为肼 (N2H4)和过氧化氢(H2O2)，火箭箭体一般采用钛合金材料。

请回答下列问题：

（1）N2H4、H2O2分子中电负性最大的元素在周期表中的位置为_______，第一电离能最大的元素为_______。

（2）钛的原子序数为22，其基态电子排布式示意图为________________。

（3）1 mol N2H4分子中含有的键数目为_______。

（4）H2O2分子结构如图1，其中心原子杂化轨道为_______，估计它难溶于CS2，简要说明原因___________。

（5）氮化硼其晶胞如图2所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为___，若立方氮化硼的密度为ρ g·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则两个最近N原子间的距离为________cm。

Answer 1

【答案】第二周期ⅥA族 N 3.01×1024 sp3 H2O2为极性分子，CS2为非极性溶剂，所以H2O2不能溶解在CS2中 4

【解析】

（1）N2H4、H2O2共有H、O、N三种元素，根据非金属性越强，其电负性越大，可知O元素为电负性最大的元素，O元素位于周期表中第二周第ⅥA族。由于N原子2p3上的电子处于半充满状态，很难失去1个电子，所以第一电离能最大。

（2）Ti的原子序数为22，Ti原子核外有22个电子，根据核外电子排布规律和相关规则，其基态电子排布示意图为。

（3）N2H4中的N原子满足8电子结构，H原子满足2电子结构，N2H4的分子结构简式为H2N―NH2，可见1molN2H4中含有5mol键，其数目=5×6.02×1023个=3.01×1024个。

（4）H2O2中中心原子为O原子，O原子成2个σ键，有2对孤对电子，原子杂化轨道数=键数+孤对电子对数=2+2=4，故H2O2分子的中心原子采用sp3杂化。由H2O2的结构可知，H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相容原理”，H2O2不能溶解在CS2中。

（5）根据“均摊法”可知，1个氮化硼晶胞中含有N原子数=8×1/8＋6×1/2=4，B原子全部位于晶胞内，共4个B原子，化学式为BN，由于B原子周围距其最近有4个N原子，其配位数是4，所以处于晶胞顶点上的N原子的配位数也为4；一个晶胞的质量为g，设该立方氮化硼晶胞的边长为acm，则1个立方氮化硼晶胞的体积是a3 cm3，因此ρ=，解得a=，两个最近N原子间的距离是此晶胞面对角线的1/2，即为。