Question

2011年9月29日晚21時16分，“天宮一號遨游蒼穹普天同慶，神洲八號升空銀河國民共盼”．“天宮一號”和“神八”的飛船對接成功，實現了中華民族的飛天夢想．運送飛船的火箭燃料除液態雙氧水外，還有另一種液態氮氫化合物．已知該化合物中氫元素的質量分數為12.5%，相對分子質量為32，結構分析發現該分子結構中只有單鍵．
（1）該氮氫化合物的電子式為

 

．
（2）若該物質與液態雙氧水恰好完全反應，產生兩種無毒又不污染環境的氣態物質，寫出該反應的化學方程式

 

．
（3）NH₃分子中的N原子有一對孤對電子，能發生反應：NH₃+HCl=NH₄Cl．試寫出上述氮氫化合物通入足量鹽酸時，發生反應的化學方程式

 

．
（4）氮可以形成多種離子，如N^3-，NH₂^-，N₃^-，NH₄⁺，N₂H₅⁺，N₂H₆²⁺等，已知N₂H₅⁺與N₂H₆²⁺是由中性分子結合質子形成的，類似于NH₄⁺，因此有類似于NH₄⁺的性質．
①寫出N₂H₆²⁺在堿性溶液中反應的離子方程式

 

．
②NH₂^-的電子式為

 

，N采用

 

雜化方式，粒子空間構型為

 

．
（5）“笑氣”（N₂O）是人類最早應用于醫療的麻醉劑之一．有關理論認為N₂O與CO₂分子具有相似的結構（包括電子式）；又已知N₂O分子中氧原子只與一個氮原子相連，則N₂O的電子式可表示為

 

，由此可知它

 

（填“含有”或“不含”）非極性鍵．

Answer 1

考點：含氮物質的綜合應用

專題：化學鍵與晶體結構,元素及其化合物

分析：（1）該氮氫化合物中N（H）=

32×12.5%

1

=4，故分子中N（N）=

32-4

14

=2，該氮氫化合物為N₂H₄，分子中氫原子之間形成1對共用電子對，氫原子與氮原子之間形成1對共用電子對；
（2）N₂H₄與液態雙氧水恰好完全反應，產生兩種無毒又不污染環境的物質，則生成氮氣與水；
（3）N₂H₄分子中每個N原子都含有1對孤對電子，故1molN₂H₄與2molHCl反應生成N₂H₆Cl₂；
（4）①N₂H₆²⁺中N的化合價為+4價，N₂H₆²⁺是由中性分子 N₂H₄ 結合2個質子形成的，相當于故N₂H₆²⁺相當于二元酸，堿性溶液中反應的離子方程式為N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
（5）NH₂^-的電子式為：；
（6）N₂O與CO₂具有相似的結構，應為直線形分子，且存在N=O鍵，N₂O分子中氧原子只與一個氮原子相連，應為N=N=O結構；

解答： 解：（1）該氮氫化合物中N（H）=

32×12.5%

1

=4，故分子中N（N）=

32-4

14

=2，該氮氫化合物為N₂H₄，分子中氫原子之間形成1對共用電子對，氫原子與氮原子之間形成1對共用電子對，其電子式為，
故答案為：；
（2）N₂H₄與液態雙氧水恰好完全反應，產生兩種無毒又不污染環境的物質，則生成氮氣與水，該反應化學方程式為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O，
故答案為：N₂H₄+2H₂O₂=N₂+4H₂O；
（3）N₂H₄分子中每個N原子都含有1對孤對電子，故1molN₂H₄與2molHCl反應生成N₂H₆Cl₂，反應方程式為：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂，
故答案為：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（4）N₂H₆²⁺中N的化合價為+4價，N₂H₆²⁺是由中性分子N₂H₄結合2個質子形成的，故N₂H₆²⁺相當于二元酸，故在堿性溶液中反應的離子方程式為N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O，故答案為：N₂H₆²⁺+2OH^-=N₂H₄+2H₂O；
（5）NH₂^-的電子式為：，結構中原子雜化軌道和甲烷結構類似，N原子采取sp³雜化，粒子空間構型為V型；
故答案為：，sp³，V型；
（6）N₂O與CO₂具有相似的結構，應為直線形分子，且存在N=O鍵，N₂O分子中氧原子只與一個氮原子相連，應為N=N=O結構，電子式為，由于正負電荷重心不重疊，應為極性分子，氮原子間含有非極性鍵；
故答案為：；含有；

點評：本題考查較為綜合，涉及物質的結構、電子式，側重于考查綜合運用化學知識的能力，題目難度中等，注意把握題給信息．