Question

【題目】氮元素可以形成多種化合物．請回答以下問題：

⑴基態氮原子的價電子排布式是____________。

⑵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分子的空間構型是__________________，其中H—N—H的鍵角為___________________，請根據價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因：_______。

②肼可用作火箭燃料，燃燒時發生的反應是：

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 鍵的數目為__________。

⑶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___________________________________________。

Answer 1

【答案】2s22p3； 三角錐形 107°18′ NH3分子含有1個孤電子對，孤電子對影響鍵角 3NA NH3＞AsH3＞PH3，NH3可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3比PH3沸點高。

【解析】

⑴N基態氮原子電子排布式為1s22s22p3，基態氮原子價電子排布式是2s22p3；故答案為：2s22p3。

⑵①先計算NH3分子中氮原子價層電子對數，根據孤電子對影響鍵角進行分析；②有4mol N—H鍵斷裂即1mol N2H4反應，生成1.5mol氮氣進行分析。

⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶體，NH3可形成分子間氫鍵，AsH3、PH3根據相對分子質量越大，范德華力越大，熔沸點越高進行分析。

⑴N核外有7個電子，其基態氮原子電子排布式為1s22s22p3，基態氮原子價電子排布式是2s22p3；故答案為：2s22p3。

⑵①NH3分子中氮原子價層電子對數為，推測出NH3分子的空間構型是三角錐形，其中H—N—H的鍵角為107°18′，請根據價層電子對互斥理論解釋其鍵角小于109°28′的原因是NH3分子含有1個孤電子對，孤電子對影響鍵角；故答案為：三角錐形；NH3分子含有1個孤電子對，孤電子對影響鍵角。

②若該反應中有4mol N—H 鍵斷裂即1mol N2H4反應，生成1.5mol氮氣，因此形成π 鍵的數目為3NA；故答案為：3NA。

⑶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可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH3、PH3是分子晶體，根據相對分子質量越大，范德華力越大，熔沸點越高分析得到AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3比PH3沸點高；故答案為：NH3＞AsH3＞PH3，NH3可形成分子間氫鍵，沸點最高，AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3比PH3沸點高。