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

 

．
（2）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

 

；N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是

 

．
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=-1038.7kJ?mol^-1若该反应中有4mol N-H键断裂，则形成的π键有

 

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

 

（填标号）
a．离子键   b．共价键   c．配位键    d．范德华力
（3）写出与N₃^-互为等电子体的物质的化学式

 

；（写出两种）

Answer 1

考点：原子核外电子排布,物质结构中的化学键数目计算,判断简单分子或离子的构型,“等电子原理”的应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）N原子核外有7个电子，最外层有5个电子，根据构造原理顺序其价电子排布式；
（2）①根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型和原子的杂化方式；
②反应中有4mol N-H键断裂，生成1.5molN₂，根据结构式N≡N判断；
③根据硫酸铵晶体中存在的化学键判断；
（3）根据等电子体的定义分析．

解答： 解：（1）氮原子的电子排布式1s²2s²2p³，其价层电子排布式为2s²2p³，故答案为：2s²2p³；
（2）①NH₃分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以空间构型是三角锥型；N₂H₄分子中氮原子的加成电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp³，
故答案为：三角锥型；sp³；
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；
③3N₂H₆SO₄和（NH₄）₂SO₄都是离子晶体，N₂H₆ ²⁺和SO₄^2-之间存在离子键，N₂H₆²⁺中N和H之间形成6个共价键（其中2个配位键），N和N之间形成共价键，SO₄^2-中S和O之间形成共价键，不含范德华力，
故选：d；
（3）N₃^-含有三个原子22个电子，与其等电子体的分子有N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂，与其等电子体的离子有 SCN^-或OCN^-或CNO等；
故答案为：N₂O或CO₂．

点评：本题考查了电子排布式、原子的杂化方式的判断、化学键、等电子体等知识点，题目难度中等，注意分子空间构型的判断及原子杂化方式的判断是高考的热点．