(14分)氮元素可以形成多種化合物;卮鹨韵聠栴}:
(1)基態(tài)氮原子的價電子排布式是_________________。
(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__________(填標號)
a. 離子鍵 b. 共價鍵 c. 配位鍵 d. 范德華力
(4)圖1表示某種含氮有機化合物的結(jié)構(gòu),其分子內(nèi)4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點(見圖2),分子內(nèi)存在空腔,能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別。
下列分子或離子中,能被該有機化合物識別的是_________(填標號)。
a. CF4 b. CH4 c. NH4+ d. H2O[來源:學*科*網(wǎng)Z*X*X*K]
(1)2s22p3 (2)N>O>C
(3)①三角錐形 sP3 ②3 ③d (4)c (各2分)
【解析】(1)根據(jù)構(gòu)造原理可寫出基態(tài)氮原子的價電子排布式是2s22p3。
(2)非金屬性越強,第一電離能越大。但由于N中的2p是半充滿,穩(wěn)定性強,所以第一電離能大于O的,順序為N>O>C。
(3)①NH3分子中中心原子含有1對孤對電子,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,當反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂時,必然會生成1.5mol氮氣。由于三鍵中含有2個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,二是要電負性比較強,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。符合這樣的選項就是c和d,但題中要求形成4個氫鍵,氫鍵具有飽和性,這樣只有選c
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