Question

15．航天發(fā)射的運(yùn)載火箭常用燃料肼（N₂H₄）和強(qiáng)氧化劑過氧化氫，火箭部分構(gòu)件采用鈦合金材料，回答下列問題：
（1）N₂H₄、H₂O₂的組成元素中第一電離能最大的元素是N（填元素符號），1molN₂H₄分子中所含σ鍵的數(shù)目為5N_A．
（2）基態(tài)鈦原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，其未成對電子數(shù)為2．
（3）H₂O₂受熱易分解為H₂O，H₂O的空間構(gòu)型為V形，其中心原子的雜化軌道類型為sp³雜化，H₂S和H₂O₂的主要物理性質(zhì)如下表，造成二者物理性質(zhì)差異的主要原因是H₂O₂的分子之間形成氫鍵，沸點(diǎn)高于硫化氫的，H₂O₂與H₂O分子之間也可以形成氫鍵，H₂O₂在水中的溶解度大于H₂S的．

	熔點(diǎn)/K	沸點(diǎn)/K	水中溶解度（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）
H2S	187	202	每升水中溶解2.6L
H2O2	272	423	以任意比互溶

（4）氧化鎂與氮化硼均可用作航天器返回艙的熱屏蔽材料，晶格能：氧化鎂大于（填“大于”或“小于”）氧化鈣，其原因是鎂離子半徑小于鈣離子半徑．
（5）立方氮化硼的晶胞如圖所示，則處于晶胞頂點(diǎn)的原子的配位數(shù)為4，若晶胞邊長為acm，則立方氮化硼的密度是$\frac{100}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（設(shè)N_A為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值）．

Answer 1

分析 （1）非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，氮元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于氧元素的；N₂H₄分子含有4個N-H鍵、1個N-N鍵；
（2）Ti原子核外電子數(shù)為22，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；
（3）H₂O分子中O原子形成2個O-H鍵，含有2對孤對電子，雜化軌道數(shù)目為4；H₂O₂的分子之間形成氫鍵，沸點(diǎn)高于硫化氫的，H₂O₂與H₂O分子之間也可以形成氫鍵；
（4）離子所帶電荷相等，離子半徑越小晶格能越大；
（5）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中N、B原子數(shù)目，B原子配位數(shù)為4，原子的配位數(shù)與原子數(shù)目成反比，表示出晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算晶胞密度．

解答 解：（1）非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，氮元素原子2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于氧元素的，故第一電離能N＞O＞H，N₂H₄分子含有4個N-H鍵、1個N-N鍵，1molN₂H₄分子中所含σ鍵的數(shù)目為5N_A，
故答案為：N；5N_A；
（2）Ti原子核外電子數(shù)為22，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，3d軌道的2個電子為單電子，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；2；
（3）H₂O分子中O原子形成2個O-H鍵，含有2對孤對電子，空間構(gòu)型為V形，雜化軌道數(shù)目為4，O原子采取sp³雜化，H₂O₂的分子之間形成氫鍵，沸點(diǎn)高于硫化氫的，H₂O₂與H₂O分子之間也可以形成氫鍵，H₂O₂在水中的溶解度大于H₂S的，
故答案為：V形；sp³雜化；H₂O₂的分子之間形成氫鍵，沸點(diǎn)高于硫化氫的，H₂O₂與H₂O分子之間也可以形成氫鍵，H₂O₂在水中的溶解度大于H₂S的；
（4）離子所帶電荷相等，鎂離子半徑小于鈣離子半徑，故MgO的晶格能大于CaO的晶格能，
故答案為：大于；鎂離子半徑小于鈣離子半徑；
（5）晶胞中N原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、B原子數(shù)目為4，二者原子數(shù)目為1：1，B原子配位數(shù)為4，則N原子配位數(shù)也是4，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{11+14}{{N}_{A}}$g，則晶胞密度=4×$\frac{11+14}{{N}_{A}}$g÷（a cm）³=$\frac{100}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：4；$\frac{100}{{a}^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及電離能、核外電子排布、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶格能、晶胞計(jì)算等，注意同周期第一電離能異常情況、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響．