Question

【題目】

氮元素是自然界最豐富的元素，在化學中有很重要的地位。回答下列問題：

（1）基態氮原子的價層電子軌道表達式為_______________________。第二周期的元素中，第一電離能比氮元素的第一電離能小的元素共有__________種。

（2）預計于2017年發射的“嫦餓五號”探測器采用的長征五號運載火箭燃料為偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。

(CIUXNH：中N’原子的雜化方式為__________。

（3）利用價層電子互斥理論解釋NH3的立體構型為三角錐形的原因：__________________________。與NH3互為等電子體的離子為__________（填化學式，舉一例即可）。

（4）在CuSO4溶液中加過量氨水后，再向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O，若要確定[Cu(NH3)4]SO4·H2O是晶體還是非晶體，最科學的方法是對其進行_______________________實驗。lmol [Cu(NH3)4]2-含有的σ鍵的數目為__________。

（5）氮化硼可用于制造飛機軸承，其晶胞如圖所示，則處于晶胞頂點上的原子的配位數為__________。若立方氮化硼的密度為ρ g/cm3，氮化硼的摩爾質量為M，阿伏伽德羅常數為NA。如果硼原子的半徑為r pm，則硼原子的空間利用率為__________。（用含有ρ、M、NA、r的式子表示）

Answer 1

【答案】 5 sp3 NH3 中 N 原子成 3 個σ鍵，有一對孤對電子，價層電子對數為4，形成四面體的VSEPR模型，略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對，氨氣分子空間構型就是三角錐形 H3O+和 CH3- 等 X 射線衍射 16NA（或 9.632×1024） 4 ×100%

【解析】（1）基態氮原子的價層電子軌道表達式為；第二周期的元素中，第一電離能比氮元素的第一電離能小的元素共有Li、Be、B、C、O共5種；（2）[(CH3)2NNH2]中N’原子的雜化方式為 sp3 雜化；（3）利用價層電子互斥理論解釋NH3的立體構型為三角錐形的原因：NH3 中 N 原子成 3 個σ鍵，有一對孤對電子，價層電子對數為4，形成四面體的VSEPR模型，略去VSEPR模型中心原子上的孤電子對，氨氣分子空間構型就是三角錐形 ；可將中心原子N的核電荷放大和縮小的方法獲得，與NH3互為等電子體的離子為H3O+和 CH3- 等；（4）確定物質是晶體還是非晶體，最科學的方法是對其進行X 射線衍射；lmol [Cu(NH3)4]2-含有的σ鍵的數目為：N―H是12mol，Cu―N鍵4mol，共16mol，或 9.632×1024。(5) 觀察面心的N，每個N連有4個B原子，處于晶胞頂點上的原子的配位數為4；晶體中N位于晶胞體對角線的1/4處，將體心與下底面相對的兩頂點相連可構成等腰三角形，距離最近的兩個N原子相連有連線為三角形的中位線，所以晶體中最近的兩個N原子的距離為底面對角線的一半，晶胞中N原子個數為，B原子個數為4，4個B原子的體積為： ，晶胞體積，B的空間利用率為 ×100%=×100%。