Question

氮元素可以形成多种化合物．
回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是

2s²2p³

．
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是

N＞O＞C

．
（3）肼（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．
①NH₃分子的空间构型是

三角锥形

；N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是

sp³杂化

．
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1 038.7kJ?mol^-1 若该反应中有4mol N-H键断裂，则形成的π键有

3

mol．
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄．N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在

d

（填标号）．
a．离子键  b．共价键   c．配位键  d．范德华力
（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别．下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是

c

（填标号）．
a．CF₄  b．CH₄  c．NH

+ 4

  d．H₂O．

Answer 1

分析：（1）N原子核外有7个电子，根据电子排布式1s²2s²2p³判断；
（2）基态氮原子价电子层p轨道处于半充满状态，其第一电离能大于氧原子；
（3）①根据价层电子对数判断；
②反应中有4mol N-H键断裂，生成1.5molN₂，根据结构式N≡N判断；
③N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，应含有配位键、离子键和共价键；
（4）本题中嵌入某微粒分别与4个N原子形成4个氢键．

解答：解：（1）N原子核外有7个电子，最外层有5个电子，价电子排布式为2s²2p³，故答案为：2s²2p³；
（2）同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，由于基态氮原子价电子层p轨道处于半充满状态，所以其第一电离能大于氧原子，故答案为：N＞O＞C；
（3）①NH₃分子中N原子形成3个δ键，且有1个孤电子对，则为三角锥形，由于N₂H₄分子中N原子所形成共价键的数目与NH₃相同，故其原子轨道的杂化类型与NH₃中的N原子一样，也是sp³杂化，故答案为：三角锥形；sp³杂化；
②N₂O₄+2N₂H₄═3N₂+4H₂O，若该反应中有4mol N-H键断裂，即有1mol N₂H₄参加反应，生成1.5mol N₂，形成π键的物质的量为2×1.5mol=3mol，故答案为：3；
③肼与硫酸反应的离子方程式为N₂H₄+2H⁺═N₂H₆²⁺，N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，N₂H₆²⁺中的化学键是共价键与配位键，N₂H₆²⁺与SO₄^2-之间是离子键，不存在范德华力，故答案为：d；
（4）注意氢键的形成条件及成键元素（N、O、F、H），本题中嵌入某微粒分别与4个N原子形成4个氢键，由成键元素及数目可知为NH₄⁺，故答案为：c．

点评：本题考查考查原子结构与性质，涉及核外电子排布、电离能的大小比较、杂化类型、配位键等知识，综合考查学生的分析能力和基本概念的综合运用能力，为高考常见题型和高频考点，注意相关基础知识的学习，难度中等．