Question

19．依据所学知识回答：
（1）PH₃在常温下是一种无色、剧毒、易自燃的气体，分子结构与NH₃相似．PH₃与HX作用生成相应的化合物PH₄X，PH₄X在水溶液中完全水解（PH₄⁺结构类似于CH₄）．PH₃分子的空间构型是三角锥型．
（2）氮是地球上极为丰富的元素，氮元素可形成多种分子或离子，如：NH₃、N₃^-、NH₂^-、NH₄⁺、N₂H₅⁺、N₂H₆²⁺等．已知N₂H₅⁺与N₂H₆²⁺是由中性分子结合质子形成的，类似于NH₄⁺，因此有类似于NH₄⁺的性质．
①写出N₂H₆²⁺在足量浓强碱溶液中反应的离子方程式为N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O．
②写出由多个原子构成的含有与N₃^-电子数相同的物质的化学式N₂O、CO₂．
③肼（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个H原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物，则N₂H₄分子中氮原子的杂化类型是sp³．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个氢键而予以识别该离子或分子．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、NH₄⁺          D、H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据 NH₃的结构判断PH₃ 的结构；
（2）①N₂H₆²⁺是由中性分子 N₂H₄ 结合2个质子形成的，相当于故N₂H₆²⁺相当于二元酸，碱性溶液中质子与氢氧根结合生成水；
②根据N₃^-电子数为22分析判断；
③肼分子中每个N原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化方式；N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内离子键、配位键和共价键；
④能被该有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键，则要求某分子或离子是正四面体结构且能形成氢键，据此解题．

解答 解：（1）PH₃ 分子结构和 NH₃ 相似，都是三角锥型结构，故答案为：三角锥型；
（2）①N₂H₆²⁺是由中性分子 N₂H₄ 结合2个质子形成的，相当于故N₂H₆²⁺相当于二元酸，碱性溶液中反应的离子方程式为N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
故答案为：N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
②含有22个电子的多原子物质有N₂O、CO₂、CNO^-、BeF₂、CaH₂、C₃H₄等，故答案为：N₂O、CO₂；
③肼分子中每个N原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论知N原子杂化方式为sp³，N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内离子键、配位键和共价键，不存在范德华力，故答案为：sp³；d；
④要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力．符合这样的选项就是C和D，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选C．
故选C．

点评 本题考查考查原子结构与性质，涉及化学键的类型和判断等知识，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．