Question

【题目】

氮元素是自然界最丰富的元素，在化学中有很重要的地位。回答下列问题：

（1）基态氮原子的价层电子轨道表达式为_______________________。第二周期的元素中，第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素共有__________种。

（2）预计于2017年发射的“嫦饿五号”探测器采用的长征五号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。

(CIUXNH：中N’原子的杂化方式为__________。

（3）利用价层电子互斥理论解释NH3的立体构型为三角锥形的原因：__________________________。与NH3互为等电子体的离子为__________（填化学式，举一例即可）。

（4）在CuSO4溶液中加过量氨水后，再向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O，若要确定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行_______________________实验。lmol [Cu(NH3)4]2-含有的σ键的数目为__________。

（5）氮化硼可用于制造飞机轴承，其晶胞如图所示，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/cm3，氮化硼的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA。如果硼原子的半径为r pm，则硼原子的空间利用率为__________。（用含有ρ、M、NA、r的式子表示）

Answer 1

【答案】 5 sp3 NH3 中 N 原子成 3 个σ键，有一对孤对电子，价层电子对数为4，形成四面体的VSEPR模型，略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，氨气分子空间构型就是三角锥形 H3O+和 CH3- 等 X 射线衍射 16NA（或 9.632×1024） 4 ×100%

【解析】（1）基态氮原子的价层电子轨道表达式为；第二周期的元素中，第一电离能比氮元素的第一电离能小的元素共有Li、Be、B、C、O共5种；（2）[(CH3)2NNH2]中N’原子的杂化方式为 sp3 杂化；（3）利用价层电子互斥理论解释NH3的立体构型为三角锥形的原因：NH3 中 N 原子成 3 个σ键，有一对孤对电子，价层电子对数为4，形成四面体的VSEPR模型，略去VSEPR模型中心原子上的孤电子对，氨气分子空间构型就是三角锥形 ；可将中心原子N的核电荷放大和缩小的方法获得，与NH3互为等电子体的离子为H3O+和 CH3- 等；（4）确定物质是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行X 射线衍射；lmol [Cu(NH3)4]2-含有的σ键的数目为：N―H是12mol，Cu―N键4mol，共16mol，或 9.632×1024。(5) 观察面心的N，每个N连有4个B原子，处于晶胞顶点上的原子的配位数为4；晶体中N位于晶胞体对角线的1/4处，将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形，距离最近的两个N原子相连有连线为三角形的中位线，所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的一半，晶胞中N原子个数为，B原子个数为4，4个B原子的体积为： ，晶胞体积，B的空间利用率为 ×100%=×100%。