Question

【題目】

氮原子可以形成 σ 鍵、π 鍵、大 π 鍵和配位鍵，成鍵的多樣性使其形成了多種具有獨(dú)特組成的物質(zhì)。回答下 列問題：

(1)第一電離能：氮______氧(填“大于”或“小于”)，基態(tài)氮原子價(jià)電子排布圖不是，是因 為該排布方式違背了__________。

(2)肼(H2NNH2)分子中孤電子對(duì)與 σ 鍵的數(shù)目之比為______，肼的相對(duì)分子質(zhì)量與乙烯接近，但沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于乙烯的原因是______。

( 3)硝酸的結(jié)構(gòu)可表 示 為 ，硝酸與水分子可 形 成一水合二硝酸結(jié)晶 水 合物 (2HNO3 H2O) ， 水分子以三個(gè)氫鍵與兩個(gè)硝酸分子結(jié)合，請(qǐng)寫出一水合二硝酸的結(jié)構(gòu)式______(氫鍵用“…”表示)。

(4)正硝酸鈉(Na3NO4)為白色晶體，是一種重要的化工原料。

①Na3NO4 陰離子的空間構(gòu)型為______，其中心原子雜化方式為______。

②分別寫出一種與 Na3NO4 的陰離子互為等電子體的陰離子和分子______(填化學(xué)式)。

③在 573 K 條件下，實(shí)驗(yàn)室中用 NaNO3 和 Na2O 在銀皿中反應(yīng)制得 Na3NO4，Na2O 的立方晶胞如圖所 示。

圖中“●”表示______(填“Na+”或“O2”)，距離“●”最近且等距離的“○”有______個(gè)，Na2O 晶胞的參數(shù)為 a pm，則晶胞密度為_____gcm3。(列出計(jì)算式即可，NA 為阿伏加德羅常數(shù)的值)

Answer 1

【答案】大于 洪特規(guī)則 2:5 肼分子間存在氫鍵，乙烯分子間無氫鍵 正四面體 sp3 SO42-、CCl4 O2- 8

【解析】

（1）基態(tài)氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)，比相鄰元素原子難失去電子；根據(jù)洪特規(guī)則，電子分布到能量相同的軌道時(shí)，優(yōu)先以自旋相同的方式占據(jù)不同軌道；

（2）肼的結(jié)構(gòu)式為，每個(gè)氮原子各有一個(gè)孤電子對(duì)，每個(gè)分子中有2個(gè)孤電子對(duì)，5個(gè)單鍵，即5個(gè)鍵；肼中含有氫鍵；

（3）水分子以三個(gè)氫鍵與兩個(gè)硝酸分子結(jié)合氫鍵的形成位置寫出結(jié)構(gòu)式；

（4）①陰離子的中心原子為，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為；

②與的陰離子互為等電子體的陰離子和分子應(yīng)該具有5個(gè)原子，32個(gè)價(jià)電子；

③Na2O 的立方晶胞中原子個(gè)數(shù)，結(jié)合化學(xué)式判斷粒子種類，利用公式，計(jì)算晶胞密度。

（1）基態(tài)氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)，比相鄰元素原子難失去電子，因此第一電離能：氮＞氧；根據(jù)洪特規(guī)則，電子分布到能量相同的軌道時(shí)，優(yōu)先以自旋相同的方式占據(jù)不同軌道，題干中的電子排布圖中，優(yōu)先在2p的同一個(gè)軌道中排布了兩個(gè)自旋相反的電子，違背了洪特規(guī)則；

故答案為：大于；洪特規(guī)則；

（2）肼的結(jié)構(gòu)式為，每個(gè)氮原子各有一個(gè)孤電子對(duì)，每個(gè)分子中有2個(gè)孤電子對(duì)，5個(gè)單鍵，即5個(gè)鍵，因此孤電子對(duì)與鍵的數(shù)目之比為2:5；H原子與N、O、F等原子形成共價(jià)鍵時(shí)，分子間通常能夠形成氫鍵，因此熔沸點(diǎn)升高，導(dǎo)致肼的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于乙烯；

故答案為：2:5；肼分子間存在氫鍵，乙烯分子間無氫鍵

（3）水分子以三個(gè)氫鍵與兩個(gè)硝酸分子，且氫鍵為H與N、O、F之間存在的鍵，故一水合二硝酸的結(jié)構(gòu)式為，

故答案為：；

（4）①陰離子的中心原子為，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，雜化方式為，空間構(gòu)型為正四面體；

故答案為：正四面體；；

②與的陰離子互為等電子體的陰離和分子應(yīng)該具有5個(gè)原子，32個(gè)價(jià)電子，符合要求的陰離子有等，符合要求的分子有等；

故答案為：SO42-、CCl4等；

③由晶胞示意圖可知“●”個(gè)數(shù)，“○”個(gè)數(shù)為8，化學(xué)式為Na2O則“●”表示O2-，“○”表示Na+；由晶胞示意圖可知距離“●”最近且等距離的“○”有8個(gè)；晶胞密度；

故答案為：O2-；8；。