Question

氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损．一定条件下，氮气、氢

氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损．一定条件下，氮气、氢气与四氯化硅反应可以制得氮化硅，化学反应方程式为：3SiCl4+6H2+2N2→Si3N4+12HCl，氮的氢化物肼（N2H4）是航天火箭发射常用的燃料，二氧化氮作氧化剂． （1）氮原子的最外层电子排布式是______；氮元素有多种化合价，写出含2种价态氮的化合物的化学式______（举一例）．（2）硅原子核外电子排布在______种不同能量的电子亚层上，氮化硅属______晶体．（3）上述反应中，属于同一周期的元素符号有______，用______事实可以比较它们的非金属性强弱．（4）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2取代形成的另一种氮的氢化物．NH3分子的空间构型是______；与N2H4分子具有相同电子数的分子有多种，其中具有可燃性的物质是______（举一例）．（5）肼作火箭发射燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4（l）+2N2H4（l）→3N2（g）+4H2O（g）+1038.7kJ，若该反应中有4molN-H键断裂，则形成的气体有______mol，其中转移电子数目______．（6）肼能与硫酸反应生成N2H6SO4，该物质晶体类型与硫酸铵相同，则其溶液PH______7（填＞、＜或=），原因是______（用离子方程式表示）．

Answer 1

（1）N元素为7号元素，原子核外有2个电子层，其最外层电子排布式是2s²2p³；NH₄⁺中N元素为-3价，N元素的含氧酸根中N为正价，所以含2种价态氮的化合物的化学式为NH₄NO₃或NH₄NO₂，
故答案为：2s²2p³；NH₄NO₃或NH₄NO₂；
（2）Si为14号元素，其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p²，所以其核外电子排布在5种不同能量的电子亚层上；氮化硅有超硬和耐磨性，所以属于原子晶体，
故答案为：5；原子；
（3）一定条件下，氮气、氢气与四氯化硅反应可以制得氮化硅，化学反应方程式为：3SiCl₄+6H₂+2N₂→Si₃N₄+12HCl，反应中Si、Cl都是第三周期元素；元素的氢化物越稳定，对应非金属性越强，或最高价氧化物对应水化物酸性酸性越强，则元素的非金属性越强，
故答案为：Si、Cl；氢化物稳定性或最高价氧化物对应水化物酸性；
（4）NH₃中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp³型杂化杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，N-H之间的键角小于109°28′，所以氨气分子空间构型是三角锥形；与N₂H₄分子具有相同电子数的分子有多种，其中具有可燃性的物质是C₂H₆，
故答案为：三角锥型；C₂H₆；
（5）若该反应中有4mol N-H键断裂，则有1molN₂H₄参加反应，生成气体的物质的量=

7

2

mol=3.5mol，转移电子数=

8

2

=4N_A，
故答案为：3.5；4N_A；
（6）肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄，该物质晶体类型与硫酸铵相同，已知硫酸铵水解显酸性，所以N₂H₆SO₄的溶液也显酸性，即PH＜7；其水解方程式为：N₂H₆²⁺+2H₂O?N₂H₄?2H₂O+2H⁺，故答案为：＜；N₂H₆²⁺+2H₂O?N₂H₄?2H₂O+2H⁺．