Question

氮元素可以形成多種化合物．回答以下問題：
（1）N≡N的鍵能為942kJ?mol^-1，N-N單鍵的鍵能為247kJ?mol^-1．計算說明N₂中的

 

鍵更穩(wěn)定（填“π”或“σ”）．
（2）N₂與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為

 

．
（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(gòu)型是

 

；N₂H₄分子結(jié)構(gòu)式為

 

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

 

mol．

Answer 1

考點：判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,“等電子原理”的應(yīng)用

專題：

分析：（1）N≡N中含有2個π鍵，1個σ鍵，已知N≡N鍵能為942kJ/mol，N-N單鍵鍵能為247kJ/mol，則1個π鍵的鍵能為

942-247

2

kJ/mol=347.5kJ/mol，以此判斷；
（2）等電子體結(jié)構(gòu)相似，根據(jù)氮氣分子的電子式書寫O₂²⁺的電子式；
（3）①根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構(gòu)型；N₂H₄中原子間以單鍵形式存在；
②若該反應(yīng)N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1中有4molN-H鍵斷裂，說明有1mol肼參加反應(yīng)，有1.5mol氮氣生成，每個氮氣分子中含有兩個π鍵，據(jù)此計算形成的π鍵的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）N≡N中含有2個π鍵，1個σ鍵，已知N≡N鍵能為942kJ/mol，N-N單鍵鍵能為247kJ/mol，則1個π鍵的鍵能為

942-247

2

kJ/mol=347.5kJ/mol，則N₂中的π鍵鍵能大于σ鍵鍵能，較穩(wěn)定，
故答案為：π；
（2）等電子體結(jié)構(gòu)相似，氮氣中含有三鍵，則O₂²⁺也含有三鍵，所以O(shè)₂²⁺的電子式 ，
故答案為：；
（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(gòu)型是三角錐型；N₂H₄分子中每個N原子和兩個H原子形成兩個共價單鍵，N原子之間存在共價單鍵，所以其結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：三角錐形；；
②若該反應(yīng)N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1中有4molN-H鍵斷裂，說明有1mol肼參加反應(yīng)，有1.5mol氮氣生成，每個氮氣分子中含有兩個π鍵，所以形成的π鍵有3mol，
故答案為：3．

點評：本題考查較綜合，涉及等電子體、分子空間構(gòu)型判斷、鍵能的計算等知識點，側(cè)重考查學(xué)生對基本理論運用能力，根據(jù)價層電子對互斥理論、等電子體特點等知識點解答，難點是O₂²⁺的電子式的書寫，題目難度中等．