Question

Ⅰ 氮元素可以形成多種化合物。回答以下問題：
（1）基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布圖是_________________。
（2）C、N、O 三種元素第一電離能從大到小的順序是____________。
（3）肼(N₂H₄)分子可視為NH₃分子中的一個(gè)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分子中氮原子軌道的雜化類型是___________。
②肼可用作火箭燃料，燃燒時(shí)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。
Ⅱ 金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應(yīng)用廣泛。
（4）第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是______。
（5）甲醛（H₂C＝O）在Ni 催化作用下加氫可得甲醇（CH₃OH）。甲醛分子內(nèi)C 原子的雜化方式為________。
Ⅲ 氮可以形成多種離子，如N^3－，NH₂^－，N₃^－，NH₄⁺，N₂H₅⁺，N₂H₆²⁺等，已知N₂H₅⁺與N₂H₆²⁺是由中性分子結(jié)合質(zhì)子形成的，類似于NH₄⁺，因此有類似于 NH₄⁺的性質(zhì)。
（6）寫出N₂H₆²⁺與堿溶液反應(yīng)的離子方程式                                            ；
（7）寫出N₃^－等電子體物質(zhì)的化學(xué)式                                      ；（一種）

Answer 1

（18分） （1）     （2分）            （2）N＞O＞C  （2分）
（3）①三角錐形（2分）  sp³（2分）    ②3（2分）
（4）C  （2分）                      （5）sp²  （2分）
（6）N₂H₆²⁺+2OH^－＝N₂H₄+2H₂O （2分） （7）N₂O   CO₂  CNO^－ 等   （2分）

試題分析：Ⅰ（1）根據(jù)構(gòu)造原理可知，基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布圖是。
（2）非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大。但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以第一電離能大于氧元素的，則C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是N＞O＞C。
（3）①氨氣分子中中心原子氮原子含有1對(duì)孤對(duì)電子，所以NH₃分子的空間構(gòu)型是三角錐型，NH₃中氮原子軌道的雜化類型是sp³。而肼(N₂H₄)分子可視為NH₃分子中的一個(gè)氫原子被—NH₂（氨基）取代形成的，所以N₂H₄分子中氮原子軌道的雜化類型是sp³，這個(gè)與H₂O，H₂O₂中O的雜化類型都是sp³的道理是一樣的。
②反應(yīng)中有4mol N－H鍵斷裂，即有1molN₂H₄參加反應(yīng)，生成1.5molN₂，則形成的π鍵有3mol。
Ⅱ（4）Ni含有2對(duì)未成對(duì)電子，所以第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是碳元素。
（5）甲醛是平面型結(jié)構(gòu)，所以中心原子碳原子的雜化方式是sp2雜化。
Ⅲ（6）N₂H₆²⁺與堿溶液反應(yīng)類似于NH₄^＋與堿液的反應(yīng)，所以反應(yīng)的方程式是N₂H₆²⁺+2OH^－＝N₂H₄+2H₂O。
（7）原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的是等電子體，則和N₃^－等電子體物質(zhì)的化學(xué)式是N₂O、CO₂ 、CNO^－ 等。
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和知識(shí)的遷移能力。該題以“周期表中的元素”為載體，考查學(xué)生對(duì)表中各元素性質(zhì)和相應(yīng)原子結(jié)構(gòu)的周期性遞變規(guī)律的認(rèn)識(shí)和掌握程度�？疾榱藢W(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系以及運(yùn)用元素周期律解決具體化學(xué)問題的能力。