Question

氮元素可以形成多種化合物�；卮鹨韵聠栴}：
（1）基態氮原子的價電子排布式是                  。
（2）C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是          。
（3）（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。
①N₂H₄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（1）+2N₂H₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=" —103" 8．7kJ．mol^—1
若該反應中有4mol N—H鍵斷裂，則形成的鍵有         mol。
③肼能與硫酸反應生成N₂H₆SO₄，N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，則N₂H₆SO₄的晶體內不存在     （填標號）
a．離子鍵  b．共價鍵  c．配位鍵  d．范德華力
（4）氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料，在與石墨結構相似的六方氮化硼晶缽中，層內B原子與N原子之間的化學鍵為___        。
（5）六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為3．615×l0^—10m，立方氮化硼晶胞中含有     個氮原子、     個硼原子，立方氮化硼的密度是     g．cm^一3（只要求列算式，不必計算出數值，阿伏伽德羅常數為N_A）

Answer 1

（1）2s²2p³（2分）
（2）N＞O＞C（2分）
（3）①sp³ （2分）   ②3（2分） ③d（2分）
（4）共價鍵（1分）
（5）4（1分）  4（1分）     （2分）

試題分析：（1）根據構造原理可寫出基態氮原子的價電子排布式是2s²2p³。
（2）非金屬性越強，第一電離能越大。但由于N中的2p是半充滿，穩定性強，所以第一電離能大于O的，順序為N＞O＞C。
（3）①NH₃分子中中心原子含有1對孤對電子，所以是三角錐形結構。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根據反應式可知，當反應中有4mol N－H鍵斷裂時，必然會生成1.5mol氮氣。由于三鍵中含有2個π鍵，所以形成的π鍵有3mol。
③硫酸銨是離子化合物，含有離子鍵、極性鍵、配位鍵。但沒有范德華力。所以答案選d。
（4）B與N為非金屬元素，層內B原子與N原子之間的化學鍵為共價鍵。
（5）金剛石晶胞是立方體，其中8個頂點有8個碳原子，6個面各有6個碳原子，立方體內部還有4個碳原子，所以金剛石的一個晶胞中含有的碳原子數＝8×1/8 + 6×1/2 + 4 ＝ 8，因此立方氮化硼晶胞中應該含有4個N和4個B原子。立方氮化硼的一個晶胞中含有4個N和4個B原子，故“每個BN分子”所占的體積為(361.5×10^－10cm)3/4 ，每mol的體積為(361.5×10^－10cm)3×N_A/4，每mol的質量為(361.5×10^－10cm)3×N_A×ρ/4＝25，故立方氮化硼的密度是 。