Question

I：氮元素可以形成多種化合物．回答以下問題：
（1）基態(tài)氮原子的電子排布式是

1s²2s²2p³

．
（2）C、N、O三種元素第一電離能從小到大的順序是

C、O、N

．
（3）肼（N₂H₄）分子可視為NH₃分子中的一個氫原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物．
①NH₃分子的空間構型是

三角錐型

；N₂H₄分子中氮原子軌道的雜化類型是

sp³

．
②肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1若該反應中有2mol N-H鍵斷裂，則形成的π鍵有

1.5

mol．
③肼能與硫酸反應生成N₂H₆SO₄．N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，則N₂H₆SO₄的晶體內不存在

a

（填標號）．
a．范德華力　　　　　b．共價鍵         c．配位鍵          d．離子鍵
II：Fe單質的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式，晶胞分別如圖所示．面心立方晶胞和體心立方晶胞的棱邊長分別為acm、bcm，則F單質的面心立方晶胞和體心立方晶胞的密度之比為

2b³：a³

，F(xiàn)原子配位數(shù)之比為

3：2

．

Answer 1

分析：（1）氮元素是7號元素；
（2）同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，注意同一周期的第ⅡA元素的第一電離能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的；
（3）①根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構型和原子的雜化方式；
②根據(jù)氮氫鍵和生成氣體、π鍵之間的關系式計算；
③根據(jù)硫酸銨晶體中存在的化學鍵判斷；
II晶胞的體積V=r³（r為棱長），計算晶胞中含有Fe原子數(shù)目，Vρ=N

56

N A

（N代表晶胞中Fe原子數(shù)目），據(jù)此計算密度之比；面心立方晶胞中，以頂點的Fe分析，與之最近的Fe原子位于面心上，每個Fe原子周圍有12個Fe原子，體心立方晶胞中以體心的Fe分析，與之最近的Fe原子處于頂點上，每個Fe原子周圍有8個Fe原子，據(jù)此解答．

解答：解：（1）氮原子的電子排布式1s²2s²2p³，故答案為：1s²2s²2p³；
（2）C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一電離能大小順序是C、O、N，故答案為：C、O、N；
（3）①NH₃分子中氮原子含有3個共價鍵和一個孤電子對，所以空間構型是三角錐型；N₂H₄分子中氮原子的加成電子對=3+1=4，含有一個孤電子對，N原子軌道的雜化類型是sp³，故答案為：三角錐型；sp³；
②若該反應中有2mol N-H鍵斷裂，則有0.5molN₂H₄參加反應，生成氮氣0.75mol，形成的π鍵有0.75mol×2=1.5mol，故答案為：1.5；
③硫酸銨是離子化合物，硫酸銨中存在離子鍵和共價鍵，N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，所以N₂H₆SO₄的晶體內存在離子鍵和共價鍵，不含金屬鍵和范德華力，故答案為：a；
II面心立方晶胞邊長為acm，體積V=a³，含有Fe原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故a³ρ（面心）=4×

56

N A

，
體心立方晶胞邊長為bcm，體積V=b³，含有Fe原子數(shù)目為8×

1

8

+1=2，故b³ρ（體心）=2×

56

N A

，故ρ（面心）：ρ（體心）=2b³：a³．
面心立方晶胞中每個Fe原子周圍有12個Fe原子，體心立方晶胞中每個Fe原子周圍有8個Fe原子，故Fe原子配位數(shù)之比為12：8=3：2，
故答案為：2b³：a³；3：2．

點評：本題考查較綜合，涉及核外電子排布、空間構型的判斷、晶體中存在的化學鍵等知識點，分子空間構型是考試熱點，要注重基礎知識的積累．