Question

17．氮元素可以形成多種化合物．請回答以下問題：
（1）基態(tài)氮原子的價電子排布圖是2s²2p³．
（2）肼（N₂H₄）分子可視為NH₃分子中的一個氫原子被-NH₂（氨基）取代形成的另一種氮的氫化物．
①請用價電子層對互斥理論推測NH₃分子的空間構(gòu)型是三角錐型，其中H-N-H的鍵角為107°18′．請根據(jù)價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因：NH₃分子含有1個孤電子對，孤電子對影響鍵角．
②肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應是：
N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1038.7kJ•mol^-1
若該反應中有4mol N-H 鍵斷裂，則形成π 鍵的數(shù)目為3．
（3）比較氮的簡單氫化物與同族第三、四周期元素所形成氫化物的沸點高低并說明理由：NH₃＞AsH₃＞PH₃，NH₃可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH₃相對分子質(zhì)量比PH₃大，分子間作用力大，因而AsH₃比PH₃沸點高．

Answer 1

分析 （1）N原子核外有7個電子，最外層有5個電子，根據(jù)構(gòu)造原理順序其價電子排布式；
（2）①根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子空間構(gòu)型；NH₃分子含有1個孤電子對，NH₃中N-H鍵之間的夾角為107°18′；②根據(jù)-H鍵與π鍵的關(guān)系式計算；
（3）同一主族元素中，氫化物的沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大，但含有氫鍵的氫化物的沸點較大．

解答 解：（1）氮原子的電子排布式1s²2s²2p³，其價層電子排布式為2s²2p³，
故答案為：2s²2p³；
（2）①NH₃分子中氮原子含有3個共價鍵和一個孤電子對，所以空間構(gòu)型是三角錐型，平面正三角形鍵角應該為120°，NH₃分子含有1個孤電子對，孤電子對影響鍵角，其鍵角為107°18′，
故答案為：三角錐型；107°18′；NH₃分子含有1個孤電子對，孤電子對影響鍵角；
②1mol氮氣分子中含有2molπ鍵，若該反應中有4molN-H鍵斷裂，即有1mol肼參加反應，生成1.5mol氮氣，所以形成的π鍵有1.5mol×2=3mol，
故答案為：3；
（3）N元素非金屬性較強，對應的氫化物含有氫鍵，沸點較高；在同主族元素對應的氫化物中AsH₃相對分子質(zhì)量比PH₃大，分子間作用力大，因而AsH₃比PH₃沸點高，則沸點大小為：NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃，NH₃可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH₃相對分子質(zhì)量比PH₃大，分子間作用力大，因而AsH₃比PH₃沸點高．

點評 本題考查了原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及價電子排布圖、分子空間結(jié)構(gòu)類型的判斷、原子雜化方式的判斷、氫鍵等知識點，這些都是考試熱點，要重點掌握，該題難度中等．