Question

2011年9月29日晚21时16分，“天宫一号遨游苍穹普天同庆，神洲八号升空银河国民共盼”．“天宫一号”和“神八”的飞船对接成功，实现了中华民族的飞天梦想．运送飞船的火箭燃料除液态双氧水外，还有另一种液态氮氢化合物．已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键．
（1）该氮氢化合物的电子式为

 

．
（2）若该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，写出该反应的化学方程式

 

．
（3）NH₃分子中的N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH₃+HCl=NH₄Cl．试写出上述氮氢化合物通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式

 

．
（4）氮可以形成多种离子，如N^3-，NH₂^-，N₃^-，NH₄⁺，N₂H₅⁺，N₂H₆²⁺等，已知N₂H₅⁺与N₂H₆²⁺是由中性分子结合质子形成的，类似于NH₄⁺，因此有类似于NH₄⁺的性质．
①写出N₂H₆²⁺在碱性溶液中反应的离子方程式

 

．
②NH₂^-的电子式为

 

，N采用

 

杂化方式，粒子空间构型为

 

．
（5）“笑气”（N₂O）是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一．有关理论认为N₂O与CO₂分子具有相似的结构（包括电子式）；又已知N₂O分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N₂O的电子式可表示为

 

，由此可知它

 

（填“含有”或“不含”）非极性键．

Answer 1

考点：含氮物质的综合应用

专题：化学键与晶体结构,元素及其化合物

分析：（1）该氮氢化合物中N（H）=

32×12.5%

1

=4，故分子中N（N）=

32-4

14

=2，该氮氢化合物为N₂H₄，分子中氢原子之间形成1对共用电子对，氢原子与氮原子之间形成1对共用电子对；
（2）N₂H₄与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，则生成氮气与水；
（3）N₂H₄分子中每个N原子都含有1对孤对电子，故1molN₂H₄与2molHCl反应生成N₂H₆Cl₂；
（4）①N₂H₆²⁺中N的化合价为+4价，N₂H₆²⁺是由中性分子 N₂H₄ 结合2个质子形成的，相当于故N₂H₆²⁺相当于二元酸，碱性溶液中反应的离子方程式为N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
（5）NH₂^-的电子式为：；
（6）N₂O与CO₂具有相似的结构，应为直线形分子，且存在N=O键，N₂O分子中氧原子只与一个氮原子相连，应为N=N=O结构；

解答： 解：（1）该氮氢化合物中N（H）=

32×12.5%

1

=4，故分子中N（N）=

32-4

14

=2，该氮氢化合物为N₂H₄，分子中氢原子之间形成1对共用电子对，氢原子与氮原子之间形成1对共用电子对，其电子式为，
故答案为：；
（2）N₂H₄与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，则生成氮气与水，该反应化学方程式为：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，
故答案为：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O；
（3）N₂H₄分子中每个N原子都含有1对孤对电子，故1molN₂H₄与2molHCl反应生成N₂H₆Cl₂，反应方程式为：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂，
故答案为：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（4）N₂H₆²⁺中N的化合价为+4价，N₂H₆²⁺是由中性分子N₂H₄结合2个质子形成的，故N₂H₆²⁺相当于二元酸，故在碱性溶液中反应的离子方程式为N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O，故答案为：N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
（5）NH₂^-的电子式为：，结构中原子杂化轨道和甲烷结构类似，N原子采取sp³杂化，粒子空间构型为V型；
故答案为：，sp³，V型；
（6）N₂O与CO₂具有相似的结构，应为直线形分子，且存在N=O键，N₂O分子中氧原子只与一个氮原子相连，应为N=N=O结构，电子式为，由于正负电荷重心不重叠，应为极性分子，氮原子间含有非极性键；
故答案为：；含有；

点评：本题考查较为综合，涉及物质的结构、电子式，侧重于考查综合运用化学知识的能力，题目难度中等，注意把握题给信息．