Question

Ⅰ 氮元素可以形成多種化合物。回答以下問題：
（1）基態氮原子的價電子排布圖是_________________。
（2）C、N、O 三種元素第一電離能從大到小的順序是____________。
（3）肼(N₂H₄)分子可視為NH₃分子中的一個氫原子被－NH₂（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物。
①NH₃分子的空間構型是_______________；N₂H₄分子中氮原子軌道的雜化類型是___________。
②肼可用作火箭燃料，燃燒時發生的反應是：
N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)===3N₂(g)＋4H₂O(g)   △H=－1038.7kJ·mol^－1
若該反應中有4mol N－H 鍵斷裂，則形成的π 鍵有________mol。
Ⅱ 金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應用廣泛。
（4）第二周期基態原子未成對電子數與Ni相同且電負性最小的元素是______。
（5）甲醛（H₂C＝O）在Ni 催化作用下加氫可得甲醇（CH₃OH）。甲醛分子內C 原子的雜化方式為________。
Ⅲ 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。
（6）寫出N₂H₆²⁺與堿溶液反應的離子方程式                                            ；
（7）寫出N₃^－等電子體物質的化學式                                      ；（一種）

Answer 1

（18分） （1）     （2分）            （2）N＞O＞C  （2分）
（3）①三角錐形（2分）  sp³（2分）    ②3（2分）
（4）C  （2分）                      （5）sp²  （2分）
（6）N₂H₆²⁺+2OH^－＝N₂H₄+2H₂O （2分） （7）N₂O   CO₂  CNO^－ 等   （2分）

解析試題分析：Ⅰ（1）根據構造原理可知，基態氮原子的價電子排布圖是。
（2）非金屬性越強，第一電離能越大。但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，所以第一電離能大于氧元素的，則C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是N＞O＞C。
（3）①氨氣分子中中心原子氮原子含有1對孤對電子，所以NH₃分子的空間構型是三角錐型，NH₃中氮原子軌道的雜化類型是sp³。而肼(N₂H₄)分子可視為NH₃分子中的一個氫原子被—NH₂（氨基）取代形成的，所以N₂H₄分子中氮原子軌道的雜化類型是sp³，這個與H₂O，H₂O₂中O的雜化類型都是sp³的道理是一樣的。
②反應中有4mol N－H鍵斷裂，即有1molN₂H₄參加反應，生成1.5molN₂，則形成的π鍵有3mol。
Ⅱ（4）Ni含有2對未成對電子，所以第二周期基態原子未成對電子數與Ni相同且電負性最小的元素是碳元素。
（5）甲醛是平面型結構，所以中心原子碳原子的雜化方式是sp2雜化。
Ⅲ（6）N₂H₆²⁺與堿溶液反應類似于NH₄^＋與堿液的反應，所以反應的方程式是N₂H₆²⁺+2OH^－＝N₂H₄+2H₂O。
（7）原子數和價電子數分別都相等的是等電子體，則和N₃^－等電子體物質的化學式是N₂O、CO₂ 、CNO^－ 等。
考點：考查核外電子排布式、軌道表達式、雜化軌道類型、分子空間結構、等電子體以及化學鍵的有關計算和判斷
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和知識的遷移能力。該題以“周期表中的元素”為載體，考查學生對表中各元素性質和相應原子結構的周期性遞變規律的認識和掌握程度。考查了學生對物質結構與性質關系以及運用元素周期律解決具體化學問題的能力。