Question

I：氮元素可以形成多种化合物．回答以下问题：
（1）基态氮原子的电子排布式是

1s²2s²2p³

．
（2）C、N、O三种元素第一电离能从小到大的顺序是

C、O、N

．
（3）肼（N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．
①NH₃分子的空间构型是

三角锥型

；N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是

sp³

．
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1若该反应中有2mol N-H键断裂，则形成的π键有

1.5

mol．
③肼能与硫酸反应生成N₂H₆SO₄．N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，则N₂H₆SO₄的晶体内不存在

a

（填标号）．
a．范德华力　　　　　b．共价键         c．配位键          d．离子键
II：Fe单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示．面心立方晶胞和体心立方晶胞的棱边长分别为acm、bcm，则F单质的面心立方晶胞和体心立方晶胞的密度之比为

2b³：a³

，F原子配位数之比为

3：2

．

Answer 1

分析：（1）氮元素是7号元素；
（2）同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的；
（3）①根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型和原子的杂化方式；
②根据氮氢键和生成气体、π键之间的关系式计算；
③根据硫酸铵晶体中存在的化学键判断；
II晶胞的体积V=r³（r为棱长），计算晶胞中含有Fe原子数目，Vρ=N

56

N A

（N代表晶胞中Fe原子数目），据此计算密度之比；面心立方晶胞中，以顶点的Fe分析，与之最近的Fe原子位于面心上，每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中以体心的Fe分析，与之最近的Fe原子处于顶点上，每个Fe原子周围有8个Fe原子，据此解答．

解答：解：（1）氮原子的电子排布式1s²2s²2p³，故答案为：1s²2s²2p³；
（2）C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是C、O、N，故答案为：C、O、N；
（3）①NH₃分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以空间构型是三角锥型；N₂H₄分子中氮原子的加成电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp³，故答案为：三角锥型；sp³；
②若该反应中有2mol N-H键断裂，则有0.5molN₂H₄参加反应，生成氮气0.75mol，形成的π键有0.75mol×2=1.5mol，故答案为：1.5；
③硫酸铵是离子化合物，硫酸铵中存在离子键和共价键，N₂H₆SO₄晶体类型与硫酸铵相同，所以N₂H₆SO₄的晶体内存在离子键和共价键，不含金属键和范德华力，故答案为：a；
II面心立方晶胞边长为acm，体积V=a³，含有Fe原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故a³ρ（面心）=4×

56

N A

，
体心立方晶胞边长为bcm，体积V=b³，含有Fe原子数目为8×

1

8

+1=2，故b³ρ（体心）=2×

56

N A

，故ρ（面心）：ρ（体心）=2b³：a³．
面心立方晶胞中每个Fe原子周围有12个Fe原子，体心立方晶胞中每个Fe原子周围有8个Fe原子，故Fe原子配位数之比为12：8=3：2，
故答案为：2b³：a³；3：2．

点评：本题考查较综合，涉及核外电子排布、空间构型的判断、晶体中存在的化学键等知识点，分子空间构型是考试热点，要注重基础知识的积累．