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特組成的物質。回答下 列問題：

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

(2)肼(H2NNH2)分子中孤電子對與 σ 鍵的數目之比為______，肼的相對分子質量與乙烯接近，但沸點遠高于乙烯的原因是______。

( 3)硝酸的結構可表 示 為 ，硝酸與水分子可 形 成一水合二硝酸結晶 水 合物 (2HNO3 H2O) ， 水分子以三個氫鍵與兩個硝酸分子結合，請寫出一水合二硝酸的結構式______(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______(填化學式)。

③在 573 K 條件下，實驗室中用 NaNO3 和 Na2O 在銀皿中反應制得 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，Na2O 晶胞的參數為 a pm，則晶胞密度為_____gcm3。(列出計算式即可，NA 為阿伏加德羅常數的值)

Answer 1

【答案】大于 洪特規則 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）基態氮原子的2p軌道為穩定的半充滿狀態，比相鄰元素原子難失去電子；根據洪特規則，電子分布到能量相同的軌道時，優先以自旋相同的方式占據不同軌道；

（2）肼的結構式為，每個氮原子各有一個孤電子對，每個分子中有2個孤電子對，5個單鍵，即5個鍵；肼中含有氫鍵；

（3）水分子以三個氫鍵與兩個硝酸分子結合氫鍵的形成位置寫出結構式；

（4）①陰離子的中心原子為，價層電子對數為；

②與的陰離子互為等電子體的陰離子和分子應該具有5個原子，32個價電子；

③Na2O 的立方晶胞中原子個數，結合化學式判斷粒子種類，利用公式，計算晶胞密度。

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

故答案為：大于；洪特規則；

（2）肼的結構式為，每個氮原子各有一個孤電子對，每個分子中有2個孤電子對，5個單鍵，即5個鍵，因此孤電子對與鍵的數目之比為2:5；H原子與N、O、F等原子形成共價鍵時，分子間通常能夠形成氫鍵，因此熔沸點升高，導致肼的沸點遠高于乙烯；

故答案為：2:5；肼分子間存在氫鍵，乙烯分子間無氫鍵

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

故答案為：；

（4）①陰離子的中心原子為，價層電子對數為，雜化方式為，空間構型為正四面體；

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該具有5個原子，32個價電子，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“●”個數，“○”個數為8，化學式為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；晶胞密度；

故答案為：O2-；8；。