Question

LiN₃与NaN₃在军事和汽车安全气囊上有重要应用．
（1）N元素基态原子核外电子排布图为

 

．
（2）熔点LiN₃

 

NaN₃（填写“＞”“＜”或“=”）理由是

 

．
（3）工业上常用反应NaNO₂+N₂H₄═NaN₃+2H₂O制备NaN₃
①该反应中出现的第一电离能最大的元素是

 

（填元素符号，下同），电负性最大的元素是

 

．
②NO₂^-空间构型是

 

．
③N₂H₄中N原子的杂化方式为

 

，N₂H₄极易溶于水，请用氢键表示式写出N₂H₄水溶液中存在的所有类型的氢键

 

．
（4）LiN₃的晶体为立方体，如图所示，若已知LiN₃的密度为ρ g/cm³，摩尔质量为M g/mol，N_A表示阿伏伽德罗常数，则LiN₃晶体中阴，阳离子之间的最近距离为

 

pm．

Answer 1

考点：晶胞的计算,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：化学键与晶体结构

分析：（1）根据N原子序数，结合能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则，写出核外电子排布式，从而写出核外电子排布图；
（2）判断两种化合物均为离子晶体，利用离子晶体晶格能比较熔点；
（3）①反应中所含元素为：Na、N、O和H元素，根据第一电离能和电负性递变规律判断；
②根据NO₂^-的杂化类型，判断其空间构型；
③根据N₂H₄中N原子成键数和孤对电子数判断杂化方式；H与N和O形成化学键时，彼此间容易形成氢键；
（4）根据晶胞结构计算出晶胞中所含微粒的数目，再根据密度和摩尔质量，计算出晶胞体积，从而得到晶胞边长，阴、阳离子之间的最近距离为晶胞边长的

2

2

倍．

解答： 解：（1）N原子序数为7，核外电子排布式为1s²2s²2p³，根据洪特规则和泡利不相容原理，其核外电子排布图为，故答案为：；
（2）两种化合物均为离子晶体，晶格能越大，熔点越高，由于Li⁺半径小于Na⁺，晶格能较大，熔点高，故答案为：＞；Li⁺半径小，晶格能大，熔点高；
（3）①第一电离能同周期从左到右，呈增大趋势，由于N原子价电子半充满，比O原子稳定，第一电离能大于O；电负性，同周期从左到右，逐渐增大，电负性较强的为O原子，故答案为：N；O；
②NO₂^-中N原子价电子对数为：

5+1

2

=3，形成三条杂化轨道，其中两条杂化轨道与O形成了两条共价键，一对孤对电子占据剩余的杂化轨道，其空间构型为V形，
故答案为：V形；
③N₂H₄中N原子与另一个N原子形成一条共价键，与两个氢原子形成两条共价键，共形成三条共价键，还有一对孤对电子占据一条杂化轨道，即共形成了4条杂化轨道，杂化类型为sp³；一对孤对电子占据剩余的杂化轨道，其空间构型为V形，故答案为：V形；N-H键中的H原子可与其相邻的N-H键中的N原子形成氢键、可与O-H中的O原子形成氢键，O-H中的H原子可与相邻的O-H中的O原子形成氢键，也可和N-H键中的N原子形成氢键，故答案为：；
（4）Li⁺位于晶胞顶点和面心，数目为：2×

1

2

+8×

1

8

=2，N₃^-位于面心，数目为：4×

1

2

=2，则一个晶胞质量为：

M

NA

×2g，一个晶胞体积为：

2M NA

ρ

cm³，晶胞边长为：

3	2M ρ?NA

cm=

3	2M ρ?NA

×10¹⁰pm，阴、阳离子之间的最近距离为晶胞边长的

2

2

倍，为

2

2

×

3	2M ρ?NA

×1010pm，故答案为：

2

2

×

3	2M ρ?NA

×1010．

点评：本题考查电子排布图、分子空间构型、杂化类型的判断以及有关晶体的计算，但解题具有较强的方法性和规律性，学习中注意总结如何书写电子排布式，如何判断分子空间构型以及有关晶体计算等方法．