Question

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

 

．
（2）C、N、O 三种元素第一电离能从大到小的顺序是

 

．
（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

 

；N₂H₄ 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：
N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ?mol^-1
若该反应中有4mol N-H 键断裂，则形成的π 键有

 

mol．
Ⅱ．金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛．
（4）第二周期基态原子未成对电子数与Ni 相同且电负性最小的元素是

 

．
（5）甲醛（H₂C=O）在Ni 催化作用下加氢可得甲醇（CH₃OH）．甲醛分子内C 原子的杂化方式为

 

．
Ⅲ．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．
（6）写出N₂H₆²⁺与碱溶液反应的离子方程式

 

；
（7）写出N₃^-等电子体物质的化学式

 

；（一种）

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,元素周期律与元素周期表专题

分析：（1）N原子核外有7个电子，最外层有5个电子，根据原子轨道中电子的填充规则画出其价电子排布图；
（2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
（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 N-H的物质的量求出N₂H₄的物质的量，再求N₂的物质的量，1molN₂中含有2molπ键；
（4）Ni原子有2个未成对电子，第二周期有2个未成对电子的元素有C、O元素，同一周期，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
（5）根据价层电子对互斥模型判断；
（6）中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，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；
（7）含有22个电子的多原子物质有N₂O、CO₂、CNO^-、BeF₂、CaH₂、C₃H₄等．

解答： 解：（1）氮原子的电子排布式1s²2s²2p³，其价层电子排布图为，故答案为：；
（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N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（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反应中有4mol N-H 键断裂，则反应的N₂H₄为1mol，反应生成的N₂为1.5mol，已知1molN₂中含有2molπ键，所以形成的π 键有3mol，故答案为：3；
（4）Ni原子有2个未成对电子，第二周期有2个未成对电子的元素是C和O元素，电负性较小的是C元素，故答案为：C；
（5）甲醛（H₂C=O）分子内碳原子形成3个σ键，无孤对电子，杂化方式为sp²杂化，故答案为：sp²；
（6）中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；
（7）含有22个电子的多原子物质有N₂O、CO₂、CNO^-、BeF₂、CaH₂、C₃H₄等，故答案为：N₂O．

点评：本题考查了电子排布图、第一电离能的比较、电负性的比较、分子空间构型的判断、原子的杂化方式的判断等知识点，题目涉及的知识点较多，综合性较强，难度中等，注意分子空间构型的判断及原子杂化方式的判断是高考的热点．