Question

氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤(rùn)滑性，并且耐磨損。一定條件下，氮?dú)狻�氫氣與四氯化硅反應(yīng)可以制得氮化硅，化學(xué)反應(yīng)方程式為：3SiCl₄+6H₂+2N₂ → Si₃N₄+12HCl

氮的氫化物肼（N₂H₄）是航天火箭發(fā)射常用的燃料，二氧化氮作氧化劑。

回答以下問(wèn)題：

（1）氮原子的最外層電子排布式是_________________；氮元素有多種化合價(jià)，寫出含2種價(jià)態(tài)氮的化合物的化學(xué)式_________________（舉一例）。

（2）硅原子核外電子排布在______________種不同能量的電子亞層上，氮化硅屬______________晶體。

（3）上述反應(yīng)中，屬于同一周期的元素符號(hào)有_________，用___________________________事實(shí)可以比較它們的非金屬性強(qiáng)弱。

（4）肼(N₂H₄)分子可視為NH₃分子中的一個(gè)氫原子被－NH₂取代形成的另一種氮的氫化物。NH₃分子的空間構(gòu)型是______________；與N₂H₄分子具有相同電子數(shù)的分子有多種，其中具有可燃性的物質(zhì)是_________（舉一例）。

（5）肼作火箭發(fā)射燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l) → 3N₂(g)＋4H₂O(g)+1038.7kJ若該反應(yīng)中有4mol N－H鍵斷裂，則形成的氣體有_____mol，其中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目_____。

（6）肼能與硫酸反應(yīng)生成N₂H₆SO₄。該物質(zhì)晶體類型與硫酸銨相同，則其溶液PH_______7（填>、＜或=），原因是____________________（用離子方程式表示）

 

Answer 1

【答案】

（1）2s²2p³ ;NH₄NO₃  或  NH₄NO₂（合理給分）  （2分）

（2）5; 原子  （2分）

（3）Si、 Cl ; 氫化物穩(wěn)定性或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性 （2分）

（4）三角錐形 ; C₂H₆  (合理給分)（2分）

（5）3.5 ; 4N_A（N_A代表阿伏伽德羅常數(shù) ）或2.408×10²⁴ （2分）

（6）< ;N₂H₆²⁺ +2H₂ON₂H₄·2H₂O+2H⁺(合理給分)（2分）

【解析】

試題分析：（1）氮原子是7號(hào)元素，最外層電子排布式為2s²2p³；2種價(jià)態(tài)氮的化合物的化學(xué)式NH₄NO₃  或  NH₄NO₂。

（2）硅原子是14號(hào)元素，核外電子排布式為1S²2s²2p⁶ 3S²3P²能層和能級(jí)其中任一項(xiàng)不同，即軌道能量不同，故核外電子排布在5種不同能量的電子亞層上，氮化硅是一種超硬物質(zhì)據(jù)此性質(zhì)可知氮化硅屬于原子晶體。

（3）上述反應(yīng)中，屬于同一周期的元素符號(hào)有Si、 Cl ; ，用氫化物穩(wěn)定性或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性事實(shí)可以比較它們的非金屬性強(qiáng)弱。

（4）NH₃分子中氮原子發(fā)生了SP3雜化，但配位原子只有3個(gè)，故其空間構(gòu)型是三角錐形；與N₂H₄分子具有相同電子數(shù)的分子有多種，其中具有可燃性的物質(zhì)是 C₂H₆ 。

（5）N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l) → 3N₂(g)＋4H₂O(g)+1038.7kJ反應(yīng)中有4mol N－H鍵斷裂，即有1molN₂H₄發(fā)生了反應(yīng)，則形成的氣體有3.5mol，其中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目 4N_A。

（6）硫酸銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，可知該物質(zhì)也是，則其溶液PH小于7，水解方程式可寫為N₂H₆²⁺ +2H₂ON₂H₄·2H₂O+2H⁺。

考點(diǎn)：本題主要考查原子軌道的能量判斷，分子的空間構(gòu)型，鹽類的水解等知識(shí)。