氮元素可以形成多种化合物.回答以下问题:

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  • 解题思路:(1)同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;(2)化学键键能越大越稳定;(3)CN-与N2结构相似,根据氮气分子确定HCN分子中σ键与π键数目之比;N2与O22+互为等电子体,其结构相似,根据氮气分子电子式书写O22+的电子式;(4)①根据价层电子对互斥理论确定NH3分子的空间构型;N2H4分子中每个N原子和两个H原子形成两个共价单键,N原子之间存在共价单键;②若该反应N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ•mol-1中有4molN-H键断裂,说明有1mol肼参加反应,有1.5mol氮气生成,每个氮气分子中含有两个π键,据此计算形成的π键的物质的量.

    (1)同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以这三种元素第一电离能大小顺序是N>O>C,故答案为:N>O>C;

    (2)氮气分子中π键键能=[942−247/2]kJ/mol=347.5kJ/mol>247kJ/mol,键能越大越稳定,所以π键较稳定,故答案为:π;

    (3)CN-与N2结构相似,根据氮气分子知HCN分子结构为H-C≡N,所以HCN分子中含有两个σ键、两个π键,

    则σ键与π键数目之比为1:1;N2与O22+互为等电子体,其结构相似,根据氮气分子电子式知O22+的电子式为

    ,故答案为:1:1;

    (4)①氨气分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,所以氨气分子为三角锥形结构,N2H4分子中每个N原子和两个H原子形成两个共价单键,N原子之间存在共价单键,所以其结构式为

    ,故答案为:三角锥形;

    ②若该反应N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ•mol-1中有4molN-H键断裂,说明有1mol肼参加反应,有1.5mol氮气生成,每个氮气分子中含有两个π键,所以形成的π键有3mol,

    故答案为:3.

    点评:

    本题考点: 元素电离能、电负性的含义及应用;共价键的形成及共价键的主要类型;判断简单分子或离子的构型;热化学方程式.

    考点点评: 本题考查较综合,涉及等电子体、分子空间构型判断、第一电离能变化规律等知识点,侧重考查学生对基本理论运用能力,根据价层电子对互斥理论、得电子体特点、元素周期律等知识点解答,难点是O22+的电子式的书写.