Question

（14分）氮元素可以形成多種化合物。回答以下問(wèn)題：
（1）基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是_________________。
（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。
③肼能與硫酸反應(yīng)生成N₂H₆SO₄。N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，則N₂H₆SO₄的晶體內(nèi)不存在__________(填標(biāo)號(hào))
a. 離子鍵     b. 共價(jià)鍵     c. 配位鍵    d. 范德華力
（4）圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個(gè)氮原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)（見(jiàn)圖2），分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個(gè)氫鍵予以識(shí)別。

下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是_________（填標(biāo)號(hào)）。
a. CF₄      b. CH₄      c. NH₄^＋     d. H₂O

Answer 1

（1）2s²2p³     （2）N＞O＞C
（3）①三角錐形  sP³ ②3  ③d     （4）c   （各2分）

（1）根據(jù)構(gòu)造原理可寫(xiě)出基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是2s²2p³。
（2）非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大。但由于N中的2p是半充滿，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以第一電離能大于O的，順序?yàn)镹＞O＞C。
（3）①NH₃分子中中心原子含有1對(duì)孤對(duì)電子，所以是三角錐形結(jié)構(gòu)。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根據(jù)反應(yīng)式可知，當(dāng)反應(yīng)中有4mol N－H鍵斷裂時(shí)，必然會(huì)生成1.5mol氮?dú)�。由于三鍵中含有2個(gè)π鍵，所以形成的π鍵有3mol。
③硫酸銨是離子化合物，含有離子鍵、極性鍵、配位鍵。但沒(méi)有范德華力。所以答案選d。
（4）要形成氫鍵，就要掌握形成氫鍵的條件：一是要有H原子，二是要電負(fù)性比較強(qiáng)，半徑比較小的原子比如F、O、N等構(gòu)成的分子間形成的特殊的分子間作用力。符合這樣的選項(xiàng)就是c和d，但題中要求形成4個(gè)氫鍵，氫鍵具有飽和性，這樣只有選c