Question

氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
(1)基态氮原子的价电子排布式是                          。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是                     。
(3)肼(N₂H₄)分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被—NH₂(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH₃分子的空间构型是          ；N₂H₄分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N₂O₄(l)＋2N₂H₄(l)===3N₂(g)＋4H₂O(g)　ΔH＝－1 038.7 kJ·mol^－1
若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有________mol。

Answer 1

(1)1s²2s²2p³ (2)N>O>C  (3)①三角锥形；sp³    ②3

解析试题分析：（1）根据构造原理可知，基态氮原子的价电子排布式是1s²2s²2p³。
（2）非金属性越强，第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，所以第一电离能大于氧元素的，则C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C。
（3）①氨气分子中氮原子含有的孤对电子对数＝（5－3×1）÷2＝1，所以氨气是三角锥形结构。肼(N₂H₄)分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被－NH₂（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物，所以氮原子仍然是sp3杂化。
②根据热化学方程式可知，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则生成氮气的物质的量是1.5mol。由于氮气含有三键，而三键是有1个α键和2个π键形成，所以形成的π键有1.5mol×2＝3mol。
考点：考查核外电子排布、杂化轨道类型、化学键、第一电离能以及分子空间结构的有关判断和计算
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体，比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。