Question

5．氮是地球上极为丰富的元素．
（1）Li₃N晶体中氮以N^3-存在，基态N^3-的电子排布式为1s²2s²2p⁶．
（2）根据等电子原理，CO与N₂互为等电子体，请写出CO分子结构式C≡O．
（3）在极性分子NCl₃中，N元素的化合价为-3，Cl元素的化合价为+1，请推测NCl₃水解的主要产物是HClO和NH₃（填化学式）．
（4）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．N₂H₄分子的结构式为，分子中氮原子轨道的杂化类型是sp³．

Answer 1

分析 （1）基态N^3-的核外有10个电子，该离子1s、2s、2p能级上分别含有2、2、6个电子，根据构造原理书写其核外电子排布式；
（2）等电子体结构和性质相似，根据氮气分子结构式书写CO分子结构式；
（3）在极性分子NCl₃中，N元素的化合价为-3，Cl元素的化合价为+1，水解反应实质上是复分解反应，则NCl₃水解生成HClO和NH₃；
（4）氨气分子为三角锥形结构，肼分子肼（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，据此书写肼结构式；肼分子中每个N原子形成3个共价键，且还含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论确定N原子杂化类型．

解答 解：（1）基态N^3-的核外有10个电子，该离子1s、2s、2p能级上分别含有2、2、6个电子，根据构造原理书写其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶，故答案为：1s²2s²2p⁶；
（2）等电子体结构和性质相似，根据氮气分子结构式书写CO分子结构式为C≡O，故答案为：C≡O；
（3）在极性分子NCl₃中，N元素的化合价为-3，Cl元素的化合价为+1，水解反应实质上是复分解反应，则NCl₃水解，N元素结合H元素生成氨气、Cl元素结合OH生成HClO，所以其水解产物是HClO和NH₃，故答案为：HClO和NH₃；
（4）氨气分子为三角锥形结构，肼分子肼（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，据此书写肼结构式为；肼分子中每个N原子形成3个共价键，且还含有一个孤电子对，其价层电子对个数是4，所以氮原子的杂化方式为sp³杂化，
故答案为：；sp³．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及原子杂化方式判断、水解、原子核外电子排布、等电子体等知识点，为高频考点，难点是价层电子对互斥理论应用，注意（3）中水解产物判断方法，为易错点．