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共有H、O、N三种元素，根据非金属性越强，其电负性越大，可知O元素为电负性最大的元素，O元素位于周期表中第二周第ⅥA族。由于N原子2p3上的电子处于半充满状态，很难失去1个电子，所以第一电离能最大。 （2）Ti的原子序数为22，Ti原子核外有22个电子，根据核外电子排布规律和相关规则，其基态电子排布示意图为。 （3）N2H4中的N原子满足8电子结构，H原子满足2电子结构，N2H4的分子结构简式为H2N―NH2，可见1molN2H4中含有5mol键，其数目=5×6.02×1023个=3.01×1024个。 （4）H2O2中中心原子为O原子，O原子成2个σ键，有2对孤对电子，原子杂化轨道数=键数+孤对电子对数=2+2=4，故H2O2分子的中心原子采用sp3杂化。由H2O2的结构可知，H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相容原理”，H2O2不能溶解在CS2中。（5）晶胞顶点上的N原子，距其最近有4个B原子（晶胞的上、下、左、右各1个），其配位数为4。根据“均摊法”可知，1个氮化硼晶胞中含有N元素数=8×1/8＋6×1/2=4，B原子全部位于晶胞内，共4个B原子，一个晶胞的质量为 g，设该立方氮化硼晶胞的边长为acm，则1个立方氮化硼晶胞的体积是a3，因此立方氮化硼的密度= g·cm-3，解得a=，两个最近N原子间的距离是此晶胞的边长的，即为。

考点：本题与高考命题接轨，旨在考查基态电子排布式（图）、电离能和电负性的理解和应用、化学键类型、杂化类型与空间结构、分子的性质以及晶体相关计算等。