Question

氮元素可以形成多种化合物．请回答以下问题：

⑴基态氮原子的价电子排布式是____________。

⑵肼(N₂H₄）分子可视为NH₃分子中的一个氢原子被—NH₂(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物．

①请用价电子层对互斥理论推测NH₃分子的空间构型是__________________，其中H—N—H的键角为___________________，请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因：_______。

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

N₂O₄(l) +2N₂H₄(l)═3N₂(g)+4H₂O(g)  △H=－1038.7kJ·mol^﹣1

若该反应中有4mol N—H 键断裂，则形成π 键的数目为__________。

⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由___________________________________________。

Answer

2s22p3； 三角锥形 107°18′ NH3分子含有1个孤电子对，孤电子对影响键角 3NA NH3＞AsH3＞PH3，NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高。

【解析】

⑴N基态氮原子电子排布式为1s22s22p3，基态氮原子价电子排布式是2s22p3；故答案为：2s22p3。

⑵①先计算NH3分子中氮原子价层电子对数，根据孤电子对影响键角进行分析；②有4mol N—H键断裂即1mol N2H4反应，生成1.5mol氮气进行分析。

⑶NH3、AsH3、PH3是分子晶体，NH3可形成分子间氢键，AsH3、PH3根据相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高进行分析。

⑴N核外有7个电子，其基态氮原子电子排布式为1s22s22p3，基态氮原子价电子排布式是2s22p3；故答案为：2s22p3。

⑵①NH3分子中氮原子价层电子对数为，推测出NH3分子的空间构型是三角锥形，其中H—N—H的键角为107°18′，请根据价层电子对互斥理论解释其键角小于109°28′的原因是NH3分子含有1个孤电子对，孤电子对影响键角；故答案为：三角锥形；NH3分子含有1个孤电子对，孤电子对影响键角。

②若该反应中有4mol N—H 键断裂即1mol N2H4反应，生成1.5mol氮气，因此形成π 键的数目为3NA；故答案为：3NA。

⑶比较氮的简单氢化物与同族第三、四周期元素所形成氢化物的沸点高低并说明理由，NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3、PH3是分子晶体，根据相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高分析得到AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高；故答案为：NH3＞AsH3＞PH3，NH3可形成分子间氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3比PH3沸点高。