氮元素可形成很多重要的化合物，其中叠氮化钠（NaN3）被广泛应用于汽车安全气囊．叠氮化钠的制取方法是：①金属钠与液态氨反应得NaNH2②NaNH2与N2O按物质的量2：1反应可生成NaN3、NaOH和一

Question

氮元素可形成很多重要的化合物，其中叠氮化钠（NaN₃）被广泛应用于汽车安全气囊．叠氮化钠的制取方法是：①金属钠与液态氨反应得NaNH₂②NaNH₂与N₂O按物质的量2：1反应可生成NaN₃、NaOH和一种气体．
（1）请写出反应②的化学方程式为：______．
（2）与N₃^-互为等电子体的分子有：______（写一种）由此可推知N₃^-的空间构型是：______；比较NH₂^-和NH₃的键角∠HNH的大小：NH₂^-______ NH₃，请用价层电子对互斥规律解释______．
（3）叠氮化钠（NaN₃）分解可得纯N₂，有关说法正确的是：______（选填代号）
A．氮气常温下很稳定，是因为氮元素的电负性大
B．NaN₃与KN₃结构类似，前者晶格能较小
C．第一电离能（I₁）：N＞P＞S
D．热稳定性NH₃强于PH₃和H₂S是因为NH₃分子间有氢键
（4）氮的化合物酞箐和铜酞箐（环中含有一个铜原子）是重要的有机染料，相关分子结构如图所示：

酞箐分子中氮原子的杂化类型有：______铜酞箐中铜原子在基态时的价电子排布式：______；请在图中用“→”标出铜酞箐中的配位键______．
（5）小汽车的防撞气囊中叠氮化钠的工作原理是基于反应：6NaN₃+Fe₂O₃=3Na₂O+2Fe+9N₂；铁晶体有三种堆积方式，其中两种堆积方式分别如图甲、图乙所示（其晶胞特征如其右图所示）：

晶胞甲中铁原子的堆积方式为：______，晶胞乙中铁原子的配位数为：______．铁原子半径为a cm，N_A表示阿伏加德罗常数，摩尔质量为Mg/mol．则该晶体的密度可表示为：

(√(2)M)/(8a3NA)

(√(2)M)/(8a3NA)

g/cm³．

Answer 1

（1）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，可确定气体产物的化学式为：NH₃，则NaNH₂与N₂O按物质的量2：1反应可生成NaN₃、NaOH和NH₃的化学方程式为：2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+NH₃，故答案为：2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+NH₃；
（2）N₃^-中原子个数是3，价电子数是16，则与N₃^-互为等电子体的分子、离子有：N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂；SCN^-或OCN^-或CNO^-；二氧化碳属于直线形分子，等电子体的结构相同，所以N₃^-是直线形分子；孤对电子与成键电子间的斥力大于成键电子与成键电子间的斥力，NH₂^-中N原子孤对电子数为2，NH₃中N原子孤对电子数为1，孤对电子数前者多，所以前者键角小，
故答案为：N₂O或CO₂；直线形；＜；NH₂^-中N原子孤对电子数为2，NH₃中N原子孤对电子数为1，孤对电子数前者多，孤对电子与成键电子间的斥力大于成键电子与成键电子间的斥力，所以前者键角小；
（3）A、氮气常温下很稳定，是因为分子内氮氮三键，键能较大的原因，故A错误；
B、离子半径越小，晶格能越大，NaN₃的晶格能大于KN₃的晶格能，故B错误；
C、同周期从左向右，第一电离能增大，但第ⅤA族因为p轨道上有3个电子，半充满稳定结构，所以第一电离能高于相邻族的元素，同主族从上向下第一电离能逐渐减小，故N、P、S的第一电离能的顺序为N＞P＞S，故C正确；
D、热稳定性NH₃强于PH₃和H₂S是因为氮原子半径小，共价键键能大，与分子间的氢键无关，故D错误；
故选C；
（4）由酞箐分子的结构简式图可知，分子中氮原子形成单键和双键，氮原子形成单键时为sp³杂化，形成双键时为sp²杂化；Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则Cu的价电子的电子排布式为3d¹⁰4s¹；氮原子有孤对电子，Cu有空轨道，N原子与Cu之间形成配位键，可据此标出配位键为，故答案为：sp² sp³；3d¹⁰4s¹；；
（5）由晶胞图甲可知，原子占据立方体的顶点和体心，所以属于体心立方堆积；根据图乙知，Fe为面心立方最密堆积，Fe原子配位数配位数=3×(1)/(2)×8=12；该晶胞中Fe原子个数=8×(1)/(8)=4，每个晶胞的质量=(M)/(NA)×4，Fe原子的直径为2acm，晶胞的边长=√(8)a，所以晶胞的体积为16√(2)a³，所以晶胞的体积为16√(2)a³，
ρ=(m)/(V)=(4M)/(NA)÷16

作业帮用户 2017-11-15 举报

问题解析

（1）根据质量守恒定律来判断反应产物的化学式，再写出反应的化学方程式；
（2）原子个数相等且价电子数相等的微粒为等电子体；根据等电子体的结构相似来分析；根据孤对电子与成键电子间的斥力大于成键电子与成键电子间的斥力来分析；
（3）A、氮气常温下很稳定，是因为分子内共价键较强的原因；
B、离子半径越小，晶格能越大；
C、同周期从左向右，第一电离能增大，但第ⅤA族因为p轨道上有3个电子，半充满稳定结构，所以第一电离能高于相邻族的元素，同主族从上向下第一电离能逐渐减小，据此判断；
D、热稳定性NH₃强于PH₃和H₂S是因为氮原子半径小，共价键键能大，与分子间的氢键无关，据此判断；
（4）根据酞箐分子中氮原子的成键电子对数和孤电子对数判断；根据Cu的电子排布式分析；表示配位键时，箭头指向提供空轨道的原子或离子；
（5）根据晶胞图可知原子占据立方体的顶点和体心判断；图乙为面心立方最密堆积，配位数=3×(1)/(2)×8=12；该晶胞中Fe原子个数=8×(1)/(8)=4，每个晶胞的质量=(M)/(NA)×4，Fe原子的直径为2acm，晶胞的边长=√(8)a，所以晶胞的体积为16√(2)a³，根据ρ=(m)/(V)计算其密度．

名师点评

本题考点：

晶胞的计算；元素周期律的作用；原子核外电子排布；配合物的成键情况．

考点点评：

本题考查了方程式的书写、等电子体、配位键、电子排布式、晶胞的计算等，题目考查的知识点较多，综合性较强，侧重于考查学生对所学知识的综合运用能力，题目难度中等．

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