Question

LiN₃與NaN₃在軍事和汽車安全氣囊上有重要應用．
（1）N元素基態原子核外電子排布圖為

 

．
（2）熔點LiN₃

 

NaN₃（填寫“＞”“＜”或“=”）理由是

 

．
（3）工業上常用反應NaNO₂+N₂H₄═NaN₃+2H₂O制備NaN₃
①該反應中出現的第一電離能最大的元素是

 

（填元素符號，下同），電負性最大的元素是

 

．
②NO₂^-空間構型是

 

．
③N₂H₄中N原子的雜化方式為

 

，N₂H₄極易溶于水，請用氫鍵表示式寫出N₂H₄水溶液中存在的所有類型的氫鍵

 

．
（4）LiN₃的晶體為立方體，如圖所示，若已知LiN₃的密度為ρ g/cm³，摩爾質量為M g/mol，N_A表示阿伏伽德羅常數，則LiN₃晶體中陰，陽離子之間的最近距離為

 

pm．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據N原子序數，結合能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規則，寫出核外電子排布式，從而寫出核外電子排布圖；
（2）判斷兩種化合物均為離子晶體，利用離子晶體晶格能比較熔點；
（3）①反應中所含元素為：Na、N、O和H元素，根據第一電離能和電負性遞變規律判斷；
②根據NO₂^-的雜化類型，判斷其空間構型；
③根據N₂H₄中N原子成鍵數和孤對電子數判斷雜化方式；H與N和O形成化學鍵時，彼此間容易形成氫鍵；
（4）根據晶胞結構計算出晶胞中所含微粒的數目，再根據密度和摩爾質量，計算出晶胞體積，從而得到晶胞邊長，陰、陽離子之間的最近距離為晶胞邊長的

2

2

倍．

解答： 解：（1）N原子序數為7，核外電子排布式為1s²2s²2p³，根據洪特規則和泡利不相容原理，其核外電子排布圖為，故答案為：；
（2）兩種化合物均為離子晶體，晶格能越大，熔點越高，由于Li⁺半徑小于Na⁺，晶格能較大，熔點高，故答案為：＞；Li⁺半徑小，晶格能大，熔點高；
（3）①第一電離能同周期從左到右，呈增大趨勢，由于N原子價電子半充滿，比O原子穩定，第一電離能大于O；電負性，同周期從左到右，逐漸增大，電負性較強的為O原子，故答案為：N；O；
②NO₂^-中N原子價電子對數為：

5+1

2

=3，形成三條雜化軌道，其中兩條雜化軌道與O形成了兩條共價鍵，一對孤對電子占據剩余的雜化軌道，其空間構型為V形，
故答案為：V形；
③N₂H₄中N原子與另一個N原子形成一條共價鍵，與兩個氫原子形成兩條共價鍵，共形成三條共價鍵，還有一對孤對電子占據一條雜化軌道，即共形成了4條雜化軌道，雜化類型為sp³；一對孤對電子占據剩余的雜化軌道，其空間構型為V形，故答案為：V形；N-H鍵中的H原子可與其相鄰的N-H鍵中的N原子形成氫鍵、可與O-H中的O原子形成氫鍵，O-H中的H原子可與相鄰的O-H中的O原子形成氫鍵，也可和N-H鍵中的N原子形成氫鍵，故答案為：；
（4）Li⁺位于晶胞頂點和面心，數目為：2×

1

2

+8×

1

8

=2，N₃^-位于面心，數目為：4×

1

2

=2，則一個晶胞質量為：

M

NA

×2g，一個晶胞體積為：

2M NA

ρ

cm³，晶胞邊長為：

3	2M ρ?NA

cm=

3	2M ρ?NA

×10¹⁰pm，陰、陽離子之間的最近距離為晶胞邊長的

2

2

倍，為

2

2

×

3	2M ρ?NA

×1010pm，故答案為：

2

2

×

3	2M ρ?NA

×1010．

點評：本題考查電子排布圖、分子空間構型、雜化類型的判斷以及有關晶體的計算，但解題具有較強的方法性和規律性，學習中注意總結如何書寫電子排布式，如何判斷分子空間構型以及有關晶體計算等方法．