Question

疊氮化鈉（NaN₃）是一種無(wú)色晶體，廣泛用于汽車安全氣囊及化工合成等．常見的兩種制備方法為：
2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+NH₃↑
3NaNH₂+NaNO₃═NaN₃+3NaOH+NH₃↑
（1）①氮原子的L層電子排布圖

 

．
②氮所在的周期中，第一電離能最大的元素為

 

（填元素符號(hào)）．
③與N₃互為等電子體的粒子為

 

（寫出一種）．
④氨氣的電子式

 

．
（2）NH₃沸點(diǎn)（-33.34℃）比N₂O沸點(diǎn)（-88.49℃）高，其主要原因是

 

（3）依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，NO^-₃間構(gòu)型呈

 

形．
（4）汽車安全氣囊的設(shè)計(jì)是基于反應(yīng)6NaN₃+Fe₂O₃═3Na₂O+2Fe+9N₂↑，生成物中的鐵是一種常見物質(zhì)，而鐵的晶體有三種堆積方式，其中兩種的堆積方式如圖所示，下列有關(guān)鐵及晶體的說(shuō)法中正確的是

 

．
A．金屬鐵的導(dǎo)電性是由于通電時(shí)產(chǎn)生的自由電子作定向移動(dòng)
B．α-Fe、γ-Fe的堆積方式分別與鉀和銅相同
C．空間利用率α-Fe大于γ-Fe
D．金屬鐵內(nèi)部存在金屬鍵
（5）鐵的上述兩種晶體（α-Fe：γ-Fe）的密度比值為

 

．（寫成小數(shù)，保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,“等電子原理”的應(yīng)用

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）①氮原子的L層上，2s能級(jí)上有2個(gè)電子、2p能級(jí)上有3個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理、洪特規(guī)則、保里不相容原理書寫；
②同一周期中，元素第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素大于相鄰元素；
③價(jià)電子數(shù)相等、原子個(gè)數(shù)相等的微�；コ獾入娮芋w；
④氨氣分子中氮原子和每個(gè)氫原子之間都存在一個(gè)共用電子對(duì)；
（2）氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高；
（3）依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定NO^-₃間構(gòu)型；
（4）A．金屬鐵是由金屬陽(yáng)離子和自由電子構(gòu)成的；
B．α-Fe、γ-Fe的堆積方式分別與鉀和銅相同；
C．空間利用率α-Fe小于γ-Fe；
D．金屬晶體中存在金屬鍵；
（5）α-Fe中Fe原子個(gè)數(shù)=1+8×

1

8

=2，γ-Fe中Fe原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，設(shè)Fe原子半徑為r，α-Fe中晶胞邊長(zhǎng)=

4r

3

，γ-Fe中晶胞的邊長(zhǎng)=

4r

2

，ρ=

m

V

．

解答： 解：（1）①氮原子的L層上，2s能級(jí)上有2個(gè)電子、2p能級(jí)上有3個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理、洪特規(guī)則、保里不相容原理知，其L層電子排布圖為，故答案為：；
 ②同一周期中，元素第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素大于相鄰元素，所以第二周期元素中第一電離能最大的是Ne，故答案為：Ne；
③價(jià)電子數(shù)相等、原子個(gè)數(shù)相等的微粒互斥等電子體，與N₃互為等電子體的粒子有CO₂等，故答案為：CO₂等；
④氨氣分子中氮原子和每個(gè)氫原子之間都存在一個(gè)共用電子對(duì)，氨氣分子的電子式為，故答案為：；
（2）NH₃中存在氫鍵，N₂O中不存在氫鍵，氫鍵的存在導(dǎo)致NH₃沸點(diǎn)（-33.34℃）比N₂O沸點(diǎn)（-88.49℃）高，故答案為：氨氣分子間存在氫鍵；
（3）NO^-₃中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+

1

2

（5+1-3×2）=3且不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為平面三角形，故答案為：平面三角；
（4）A．金屬鐵的導(dǎo)電性是由于通電時(shí)自由電子作定向移動(dòng)，電子不是通電才產(chǎn)生的，故錯(cuò)誤；
B．α-Fe、γ-Fe的堆積方式分別與鉀和銅相同，α-Fe為體心立方堆積，γ-Fe為面心立方堆積，故正確；
C．空間利用率α-Fe小于γ-Fe，故錯(cuò)誤；
D．金屬晶體中存在金屬鍵，所以金屬鐵內(nèi)部存在金屬鍵，故正確；
故選BD；
（5）α-Fe中Fe原子個(gè)數(shù)=1+8×

1

8

=2，γ-Fe中Fe原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，設(shè)Fe原子半徑為r，α-Fe中晶胞邊長(zhǎng)=

4r

3

，γ-Fe中晶胞的邊長(zhǎng)=

4r

2

，α-Fe密度ρ=

m

V

=

56 NA ×2

( 4r 3 )3

，γ-Fe密度=

56 NA ×4

( 4r 2 )3

，其密度之比=

56 NA ×2

( 4r 3 )3

：

56 NA ×4

( 4r 2 )3

=0.92，
故答案為：0.92．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計(jì)算、等電子體、離子空間構(gòu)型的判斷等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是高考熱點(diǎn)，熟練運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解答問題，難點(diǎn)是晶胞的計(jì)算，注意：α-Fe、γ-Fe中其晶胞邊長(zhǎng)不是Fe原子直徑，α-Fe中正六面體對(duì)角線邊長(zhǎng)為4個(gè)原子半徑，γ-Fe中每個(gè)面上對(duì)角線邊長(zhǎng)為4個(gè)Fe原子半徑，此點(diǎn)為易錯(cuò)點(diǎn)．