Question

2007年8月《地球學報》雜志報道，利用氮、氧及氮、硼同位素技術，通過測定可知地下硝酸鹽來源的水污染情況．
完成下列填空：
（1）關于¹⁴N與¹⁵N的正確說法是

c

；
a、自然界氮元素中¹⁴N的含量：空氣中大于地殼中   b、單質：¹⁴N₂與¹⁵N₂互為同位素
c、電子層結構：¹⁴N與¹⁵N完全相同                d、原子半徑：¹⁴N小于¹⁵N
與N元素同周期且最外層有2個未成對電子的元素相互組成的化合物屬于

極性或非極性

分子．（填：“極性”、“非極性”、“極性或非極性”）
（2）NH₃與H₂O分別能與H⁺結合成NH₄⁺與H₃O⁺．與NH₄⁺具有相同空間構型的微粒是

b、c

；
a、H₃O⁺           b、CH₄          c、P₄            d、NH₃
分子中的鍵角：CH₄

＞

 P₄（填：“＞”、“=”或“＜”）．
（3）H₃O⁺與NH₄⁺的水溶液均顯酸性．用離子方程式表示NH₄⁺水溶液顯酸性的原因：

NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺

．
（4）使用N、O、B同位素，并結合水化學分析，將更有利于對測定結果的解釋．寫出B原子的最外層電子排布式

2s²2p¹

；B原子核外的電子處在

3

個不同的能級上．

Answer 1

分析：（1）a、根據同位素原子在元素中所占的比例是不變的； 
b、同位素是質子數相同中子數不同的原子；
c、¹⁴N與¹⁵N的核外電子數都為7，
d、同種元素的不同原子，核外電子數越多，半徑越大；
先與N元素同周期且最外層有2個未成對電子的元素有C、O兩種，然后根據原子間以共價鍵結合，分子里電荷分布均勻，正負電荷中心重合的分子為非極性分子；原子間以共價鍵結合，分子里電荷分布不均勻，正負電荷中心不重合的分子為極性分子來分析；
（2）根據NH₄⁺的空間結構為正四面體；H₃O⁺、CH₄、P₄、NH₃的空間結構為三角錐形、正四面體、正四面題、三角錐形；CH₄分子中鍵角為109.5°，P₄分子中鍵角為69°，
（3）NH₄⁺水解使溶液呈酸性；
（4）B原子的最外層電子數為3，根據電子排布式來書寫；B原子核外電子排布式來解答；

解答：解：（1）a、同位素原子在元素中所占的比例是不變的，所以自然界氮元素中¹⁴N的含量：空氣中=地殼中，故a錯誤；
b、¹⁴N₂與¹⁵N₂都是原子，不是同位素，故b錯誤；
c、¹⁴N與¹⁵N的核外電子數都為7，電子層結構完全相同，故c正確；
d、¹⁴N小于¹⁵N的核外電子數都為7，核外電子數相等，半徑相等，故d錯誤；
故選：c；
先與N元素同周期且最外層有2個未成對電子的元素有C、O兩種，形成的化合物有：CO和CO₂；CO原子間以共價鍵結合，分子里電荷分布不均勻，正負電荷中心不重合，為極性分子；CO₂原子間以共價鍵結合，分子里電荷分布均勻，正負電荷中心重合，為非極性分子，
故答案為：極性或非極性；
（2）NH₄⁺的空間結構為正四面體；H₃O⁺、CH₄、P₄、NH₃的空間結構為三角錐形、正四面體、正四面題、三角錐形，所以微粒與NH₄⁺具有相同空間構型的微粒是CH₄、P₄，故選：b、c；
CH₄分子中鍵角為109.5°，P₄分子中鍵角為69°，分子中的鍵角：CH₄＞P₄，故答案為：＞；
（3）NH₄⁺水解NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，使溶液呈酸性，故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；
（4）B原子的最外層電子數為3，最外層電子排布式為：2s²2p¹；B原子核外電子排布式：1S²2s²2p¹，核外的電子處在3個不同的能級上，故答案為：2s²2p¹；3；

點評：本題主要考查了同位素、分子的極性、離子的空間結構，難度不大，注意知識的積累．