Question

【題目】將大氣中的氮氣活化合成氨是維持地球上生命所必需的轉(zhuǎn)化過程，最近我國成功研制出高效電催化固氮催化劑Mo2N，它的研制成功能有效提高氮肥生產(chǎn)效率。

回答下列問題：

（1）鉬(Mo)位于第五周期，與鉻同副族，則Mo的價電子排布式為______________。

（2）基態(tài)氮原子核外電子空間運動狀態(tài)有____種，氮元素所在周期中第一電離能最大的前三種元素依次是____（按由大到小的順序?qū)懀��?/span>

（3）氮元素能形成一系列的化合物，如NH3、HN3（結(jié)構(gòu)式為）、H2NCH2COOH等。NH3的分子構(gòu)型為________，HN3結(jié)構(gòu)式中間兩個氮原子的雜化軌道類型為________，1個HN3分子中含______個π鍵；H2NCH2COOH（熔點為182 ℃）、CH3CH2COOH（熔點為22 ℃）的相對分子質(zhì)量幾乎相同，但熔點相差很大，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析，導致該現(xiàn)象的主要原因是______。

（4）氮與鉑元素形成的某種化合物晶胞如圖所示，則該化合物的化學式為______，若該晶胞的邊長為d pm，則晶體的密度為____ g/cm3。

Answer 1

【答案】4d55s1 7 Ne>F>N 三角錐形 sp2、sp 3 H2NCH2COOH分子間形成的氫鍵數(shù)目比CH3CH2COOH分子間形成的氫鍵數(shù)目多 PtN2

【解析】

（1）鉻是第四周期元素，其價電子排布式為3d54s1，鉬(Mo)與鉻同副族，則Mo的價電子排布式為4d55s1。

（2）原子核外的任意一個電子的運動狀態(tài)均不同，故基態(tài)氮原子核外電子空間運動狀態(tài)有7種。由第一電離能遞變規(guī)律知，第二周期第一電離能最大的前三種元素依次是Ne、F、N，答案為：7；Ne>F>N。

（3）NH3是三角錐形分子，中與氫成鍵的氮原子形成了2個σ鍵、還有一個孤電子對，故它為sp2雜化，中間的氮原子形成了2個σ鍵，無孤電子對，故為sp雜化。1個HN3分子中π鍵共有3個。H2NCH2COOH、CH3CH2COOH兩種分子相對分子質(zhì)量相差1，故范德華力幾乎相同，二者分子間均可形成氫鍵，但前者分子中存在兩種能形成氫鍵的共價鍵：N—H、O—H，后者只有一個O—H，故前者分子間氫鍵數(shù)目比后者的多，所以熔點比后者高，答案為：三角錐形；sp2、sp；3；H2NCH2COOH分子間形成的氫鍵數(shù)目比CH3CH2COOH分子間形成的氫鍵數(shù)目多。

（4）氮化鉑的晶胞中Pt的數(shù)目為：8×+6×=4，N的個數(shù)為8，故氮化鉑的化學式為PtN2，一個晶胞中含有4個“PtN2”，故一個晶胞的質(zhì)量為×223 g，晶胞的體積為(1010d)3 cm3，由此可求出其密度，答案為：PtN2；。