Question

〔化学——选修3：物质结构与性质〕举世瞩目的中国探月工程三期再入返回试验器于2014年10月24日凌晨成功发射，为实现月球采样和首次地月往返踏出了成功的第一步。探月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回，突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接等核心关键技术。已知所用火箭推进剂为肼 (N₂H₄和过氧化氢(H₂O₂)，火箭箭体一般采用钛合金材料。

请回答下列问题：

（1）N₂H₄、H₂O₂分子中电负性最大的元素在周期表中的位置为        ，第一电离能最大的元素为        。

（2）钛的原子序数为22，其基态电子排布式示意图为                 。

（3）1 mol N₂H₄分子中含有的键数目为        。

（4）H₂O₂分子结构如图1，其中心原子杂化轨道为        ，估计它难溶于CS₂，简要说明原因            。

（5）氮化硼其晶胞如图2所示，则处于晶胞顶点上的原子的配位数为    ，若立方氮化硼的密度为g·cm^-3，阿伏加德罗常数为N_A，则两个最近N原子间的距离为________cm。

Answer

（1）第二周期ⅥA族 N

（2）

（3）3.01×1024

（4）sp3 H2O2为极性分子，CS2为非极性溶剂，所以H2O2不能溶解在CS2中

（5）4

【解析】

试题分析：（1）N2H4、H2O2分子中N、H、O三种元素，氧元素的电负性最大，位于周期表中第二周期第ⅤⅠA族；因N原子的2p轨道为半充满结构相对稳定，故第一电离能最大的元素为N；

（2）钛的原子序数为22，核外电子排布式示意图为

；

（3）结合氮原子的三价理论，N2H4分子中氮氮之间有一个共价键，氮氢之间都有共价键，每个N2H4分子内有5个共价键，故1mol N2H4分子中含有的共价键数目为3.01×1024；

（4）根据H2O2分子中氧原子的价层电子对数为（6+1+1）/2=4，所以氧原子杂化方式为sp3，H2O2为极性分子，CS2为非极性溶剂，根据相似相溶原理，H2O2不能溶解在CS2中；

（5）根据图知，顶点上的每个Al原子和四个N原子形成共价键，所以Al原子的配位数是4；该晶胞中N原子个数是4，Al个数=8×1/8+6×1/2=4，晶胞体积= ，晶胞边长= ,晶胞底面对角线长= ,晶体N原子位于晶胞体对角线的1/4处，将体心与下底面相对的两顶点相连可构成等腰三角形，距离最近的两个N原子相连的连线为该三角形的中位线，所以晶体中最近的两个N原子的距离为底面对角线的一半，所以两个最近N原子能间的距离= 。

考点：物质结构与性质理论，考查电负性、第一电离能及晶胞结构分析。