Question

【题目】

氮原子可以形成 σ 键、π 键、大 π 键和配位键，成键的多样性使其形成了多种具有独特组成的物质。回答下 列问题：

(1)第一电离能：氮______氧(填“大于”或“小于”)，基态氮原子价电子排布图不是，是因 为该排布方式违背了__________。

(2)肼(H2NNH2)分子中孤电子对与 σ 键的数目之比为______，肼的相对分子质量与乙烯接近，但沸点远高于乙烯的原因是______。

( 3)硝酸的结构可表 示 为 ，硝酸与水分子可 形 成一水合二硝酸结晶 水 合物 (2HNO3 H2O) ， 水分子以三个氢键与两个硝酸分子结合，请写出一水合二硝酸的结构式______(氢键用“…”表示)。

(4)正硝酸钠(Na3NO4)为白色晶体，是一种重要的化工原料。

①Na3NO4 阴离子的空间构型为______，其中心原子杂化方式为______。

②分别写出一种与 Na3NO4 的阴离子互为等电子体的阴离子和分子______(填化学式)。

③在 573 K 条件下，实验室中用 NaNO3 和 Na2O 在银皿中反应制得 Na3NO4，Na2O 的立方晶胞如图所 示。

图中“●”表示______(填“Na+”或“O2”)，距离“●”最近且等距离的“○”有______个，Na2O 晶胞的参数为 a pm，则晶胞密度为_____gcm3。(列出计算式即可，NA 为阿伏加德罗常数的值)

Answer 1

【答案】大于 洪特规则 2:5 肼分子间存在氢键，乙烯分子间无氢键 正四面体 sp3 SO42-、CCl4 O2- 8

【解析】

（1）基态氮原子的2p轨道为稳定的半充满状态，比相邻元素原子难失去电子；根据洪特规则，电子分布到能量相同的轨道时，优先以自旋相同的方式占据不同轨道；

（2）肼的结构式为，每个氮原子各有一个孤电子对，每个分子中有2个孤电子对，5个单键，即5个键；肼中含有氢键；

（3）水分子以三个氢键与两个硝酸分子结合氢键的形成位置写出结构式；

（4）①阴离子的中心原子为，价层电子对数为；

②与的阴离子互为等电子体的阴离子和分子应该具有5个原子，32个价电子；

③Na2O 的立方晶胞中原子个数，结合化学式判断粒子种类，利用公式，计算晶胞密度。

（1）基态氮原子的2p轨道为稳定的半充满状态，比相邻元素原子难失去电子，因此第一电离能：氮＞氧；根据洪特规则，电子分布到能量相同的轨道时，优先以自旋相同的方式占据不同轨道，题干中的电子排布图中，优先在2p的同一个轨道中排布了两个自旋相反的电子，违背了洪特规则；

故答案为：大于；洪特规则；

（2）肼的结构式为，每个氮原子各有一个孤电子对，每个分子中有2个孤电子对，5个单键，即5个键，因此孤电子对与键的数目之比为2:5；H原子与N、O、F等原子形成共价键时，分子间通常能够形成氢键，因此熔沸点升高，导致肼的沸点远高于乙烯；

故答案为：2:5；肼分子间存在氢键，乙烯分子间无氢键

（3）水分子以三个氢键与两个硝酸分子，且氢键为H与N、O、F之间存在的键，故一水合二硝酸的结构式为，

故答案为：；

（4）①阴离子的中心原子为，价层电子对数为，杂化方式为，空间构型为正四面体；

故答案为：正四面体；；

②与的阴离子互为等电子体的阴离和分子应该具有5个原子，32个价电子，符合要求的阴离子有等，符合要求的分子有等；

故答案为：SO42-、CCl4等；

③由晶胞示意图可知“●”个数，“○”个数为8，化学式为Na2O则“●”表示O2-，“○”表示Na+；由晶胞示意图可知距离“●”最近且等距离的“○”有8个；晶胞密度；

故答案为：O2-；8；。