Question

氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤(rùn)滑性，并且耐磨損．一定條件下，氮?dú)�、氫氣與四氯化硅反應(yīng)可以制得氮化硅，化學(xué)反應(yīng)方程式為：3SiCl₄+6H₂+2N₂→Si₃N₄+12HCl，氮的氫化物肼（N₂H₄）是航天火箭發(fā)射常用的燃料，二氧化氮作氧化劑． 
（1）氮原子的最外層電子排布式是

 

；氮元素有多種化合價(jià)，寫出含2種價(jià)態(tài)氮的化合物的化學(xué)式

 

（舉一例）．
（2）硅原子核外電子排布在

 

種不同能量的電子亞層上，氮化硅屬

 

晶體．
（3）上述反應(yīng)中，屬于同一周期的元素符號(hào)有

 

，用

 

事實(shí)可以比較它們的非金屬性強(qiáng)弱．
（4）肼（N₂H₄）分子可視為NH₃分子中的一個(gè)氫原子被-NH₂取代形成的另一種氮的氫化物．NH₃分子的空間構(gòu)型是

 

；與N₂H₄分子具有相同電子數(shù)的分子有多種，其中具有可燃性的物質(zhì)是

 

（舉一例）．
（5）肼作火箭發(fā)射燃料，燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是：N₂O₄（l）+2N₂H₄（l）→3N₂（g）+4H₂O（g）+1038.7kJ，若該反應(yīng)中有4molN-H鍵斷裂，則形成的氣體有

 

mol，其中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目

 

．
（6）肼能與硫酸反應(yīng)生成N₂H₆SO₄，該物質(zhì)晶體類型與硫酸銨相同，則其溶液PH

 

7（填＞、＜或=），原因是

 

（用離子方程式表示）．

Answer 1

分析：（1）N元素為7號(hào)元素，原子核外有2個(gè)電子層；NH₄⁺中N元素為-3價(jià)，N元素的含氧酸根中N為正價(jià)；
（2）根據(jù)硅原子核外電子排布式分析；根據(jù)氮化硅的物理性質(zhì)分析；
（3）Si與Cl都是第三周期元素；元素的氫化物越穩(wěn)定，對(duì)應(yīng)非金屬性越強(qiáng)，或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性酸性越強(qiáng)，則元素的非金屬性越強(qiáng)；
（4）根據(jù)氨氣中N原子的雜化分析；與N₂H₄分子具有相同電子數(shù)的分子有多種，其中具有可燃性的物質(zhì)是C₂H₆；
（5）根據(jù)氮?dú)滏I和生成氣體、轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（6）N₂H₆SO₄晶體類型與硫酸銨相同，根據(jù)硫酸銨的性質(zhì)分析．

解答：解：（1）N元素為7號(hào)元素，原子核外有2個(gè)電子層，其最外層電子排布式是2s²2p³；NH₄⁺中N元素為-3價(jià)，N元素的含氧酸根中N為正價(jià)，所以含2種價(jià)態(tài)氮的化合物的化學(xué)式為NH₄NO₃或NH₄NO₂，
故答案為：2s²2p³；NH₄NO₃或NH₄NO₂；
（2）Si為14號(hào)元素，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p²，所以其核外電子排布在5種不同能量的電子亞層上；氮化硅有超硬和耐磨性，所以屬于原子晶體，
故答案為：5；原子；
（3）一定條件下，氮?dú)�、氫氣與四氯化硅反應(yīng)可以制得氮化硅，化學(xué)反應(yīng)方程式為：3SiCl₄+6H₂+2N₂→Si₃N₄+12HCl，反應(yīng)中Si、Cl都是第三周期元素；元素的氫化物越穩(wěn)定，對(duì)應(yīng)非金屬性越強(qiáng)，或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性酸性越強(qiáng)，則元素的非金屬性越強(qiáng)，
故答案為：Si、Cl；氫化物穩(wěn)定性或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性；
（4）NH₃中N原子成3個(gè)σ鍵，有一對(duì)未成鍵的孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³型雜化雜化，孤對(duì)電子對(duì)成鍵電子的排斥作用較強(qiáng)，N-H之間的鍵角小于109°28′，所以氨氣分子空間構(gòu)型是三角錐形；與N₂H₄分子具有相同電子數(shù)的分子有多種，其中具有可燃性的物質(zhì)是C₂H₆，
故答案為：三角錐型；C₂H₆；
（5）若該反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂，則有1molN₂H₄參加反應(yīng)，生成氣體的物質(zhì)的量=

7

2

mol=3.5mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=

8

2

=4N_A，
故答案為：3.5；4N_A；
（6）肼能與硫酸反應(yīng)生成N₂H₆SO₄，該物質(zhì)晶體類型與硫酸銨相同，已知硫酸銨水解顯酸性，所以N₂H₆SO₄的溶液也顯酸性，即PH＜7；其水解方程式為：N₂H₆²⁺+2H₂O?N₂H₄?2H₂O+2H⁺，故答案為：＜；N₂H₆²⁺+2H₂O?N₂H₄?2H₂O+2H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及核外電子排布、空間構(gòu)型的判斷、有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算、鹽的水解等知識(shí)點(diǎn)，分子空間構(gòu)型是考試熱點(diǎn)，要注重基礎(chǔ)知識(shí)的積累，題目難度較大．