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 &nbs...

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）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是 。（3）（N 2 H 4 ）分子可视为NH 3 分子中的一个氢原子被—NH 2 （氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。①N 2 H 4 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：N 2 O 4 （1）+2N 2 H 4 （l）=3N 2 （g）+4H 2 O（g）△H=" —103" 8．7kJ．mol —1 若该反应中有4mol N—H键断裂，则形成的 键有 mol。③肼能与硫酸反应生成N 2 H 6 SO 4 ，N 2 H 6 SO 4 晶体类型与硫酸铵相同，则N 2 H 6 SO 4 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（4）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，在与石墨结构相似的六方氮化硼晶钵中，层内B原子与N原子之间的化学键为___ 。（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为3．615×l0 —10m ，立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子，立方氮化硼的密度是 g．cm 一3 （只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N A ）

Answer 1

（1）2s 2 2p 3 （2分） （2）N＞O＞C（2分） （3）①sp 3 （2分）   ②3（2分） ③d（2分） （4）共价键（1分） （5）4（1分）  4（1分）      （2分）

试题分析：（1）根据构造原理可写出基态氮原子的价电子排布式是2s 2 2p 3 。 （2）非金属性越强，第一电离能越大。但由于N中的2p是半充满，稳定性强，所以第一电离能大于O的，顺序为N＞O＞C。 （3）①NH 3 分子中中心原子含有1对孤对电子，所以是三角锥形结构。NH 3 中氮原子轨道的杂化类型是sp 3 ，而肼(N 2 H 4 )分子可视为NH 3 分子中的一个氢原子被—NH 2 （氨基）取代形成的，所以N 2 H 4 分子中氮原子轨道的杂化类型是sp 3 ，这个与H 2 O，H 2 O 2 中O的杂化类型都是sp 3 的道理是一样的。 ②根据反应式可知，当反应中有4mol N－H键断裂时，必然会生成1.5mol氮气。由于三键中含有2个π键，所以形成的π键有3mol。 ③硫酸铵是离子化合物，含有离子键、极性键、配位键。但没有范德华力。所以答案选d。 （4）B与N为非金属元素，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键。 （5）金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×1/8 + 6×1/2 + 4 ＝ 8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，故“每个BN分子”所占的体积为(361.5×10 －10cm)3 /4 ，每mol的体积为(361.5×10 －10cm)3 ×N A /4，每mol的质量为(361.5×10 －10cm)3 ×N A ×ρ/4＝25，故立方氮化硼的密度是  。