Question

【題目】〔化學——選修3：物質結構與性質〕舉世矚目的中國探月工程三期再入返回試驗器于2014年10月24日凌晨成功發射，為實現月球采樣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標是實現無人自動采樣返回，突破月面采樣、月面上升、月球軌道交會對接等核心關鍵技術。已知所用火箭推進劑為肼（N2H4）和過氧化氫（H2O2），火箭箭體一般采用鈦合金材料。

請回答下列問題：

（1）N2H4、H2O2分子中電負性最大的元素在周期表中的位置為 ，第一電離能最大的元素為 。

（2）鈦的原子序數為22，其基態電子排布式示意圖為 。

（3）1 mol N2H4分子中含有的鍵數目為 。

（4）H2O2分子結構如圖1，其中心原子雜化軌道為 ，估計它難溶于CS2，簡要說明原因 。

（5）氮化硼其晶胞如圖2所示，則處于晶胞頂點上的原子的配位數為 ，若立方氮化硼的密度為g·cm-3，阿伏加德羅常數為NA，則兩個最近N原子間的距離為________cm。

Answer 1

【答案】（1）第二周期ⅥA族 N

（2）

（3）3.01×1024

（4）sp3 H2O2為極性分子，CS2為非極性溶劑，所以H2O2不能溶解在CS2中

（5）4

【解析】

試題分析：（1）N2H4、H2O2共有H、O、N三種元素，根據非金屬性越強，其電負性越大，可知O元素為電負性最大的元素，O元素位于周期表中第二周第ⅥA族。由于N原子2p3上的電子處于半充滿狀態，很難失去1個電子，所以第一電離能最大。 （2）Ti的原子序數為22，Ti原子核外有22個電子，根據核外電子排布規律和相關規則，其基態電子排布示意圖為。 （3）N2H4中的N原子滿足8電子結構，H原子滿足2電子結構，N2H4的分子結構簡式為H2N―NH2，可見1molN2H4中含有5mol鍵，其數目=5×6.02×1023個=3.01×1024個。 （4）H2O2中中心原子為O原子，O原子成2個σ鍵，有2對孤對電子，原子雜化軌道數=鍵數+孤對電子對數=2+2=4，故H2O2分子的中心原子采用sp3雜化。由H2O2的結構可知，H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據“相似相容原理”，H2O2不能溶解在CS2中。（5）晶胞頂點上的N原子，距其最近有4個B原子（晶胞的上、下、左、右各1個），其配位數為4。根據“均攤法”可知，1個氮化硼晶胞中含有N元素數=8×1/8＋6×1/2=4，B原子全部位于晶胞內，共4個B原子，一個晶胞的質量為 g，設該立方氮化硼晶胞的邊長為acm，則1個立方氮化硼晶胞的體積是a3，因此立方氮化硼的密度= g·cm-3，解得a=，兩個最近N原子間的距離是此晶胞的邊長的，即為。