Question

2．疊氮化鈉（NaN₃）是一種無色晶體，常見的兩種制備方法為2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+NH₃，3NaNH₂+NaNO₃=NaN₃+3NaOH+NH₃↑．
回答下列問題：
（1）氮所在的周期中，電負性最大的元素是F，第一電離能最小的元素是Li．
（2）基態(tài)氮原子的L層電子排布圖為．
（3）與N₃^-互為等電子體的分子為N₂O（寫出一種）．依據價層電子對互斥理論，NO₃^-的空間構型為平面三角形．
（4）氨基化鈉（NaNH₂）和疊氮化鈉（NaN₃）的晶體類型為離子晶體．疊氮化鈉的水溶液呈堿性，用離子方程式表示其原因：N₃^-+H₂O$\stackrel{．}{?}$HN₃+OH^-．
（5）N₂O沸點（-88.49℃）比NH₃沸點（-33.34℃）低，其主要原因是N₂O分子間只存在范德華力，氨分子之間存在氫鍵，氫鍵作用較強．
（6）安全氣囊的設計原理為6NaN₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$3Na₂O+2Fe+9N₂↑．
①氮分子中σ鍵和π鍵數目之比為1：2．
②鐵晶體中存在的化學鍵類型為金屬鍵．
③鐵晶體為體心立方堆積，晶胞邊長為a cm，該鐵晶體密度為$\frac{112}{{N}_{A}•{a}^{3}}$g•cm^-3（用含a、N_A的表達式表示，其中N_A為阿伏加德羅常數）．

Answer 1

分析 （1）同周期隨原子序數增大元素電負性增大、元素的第一電離能呈增大趨勢；
（2）N原子2s軌道容納2個電子，且自旋方向相反，2p能級3個軌道各容納1個電子，且自旋方向相同；
（3）將1個N原子及1個單位負電荷用O原子替換，可得其等電子體；計算NO₃^-中N原子價層電子對數及孤電子對，確定其空間結構；
（4）氨基化鈉（NaNH₂）和疊氮化鈉（NaN₃）都含有活潑金屬元素，屬于離子化合物；疊氮化鈉的水溶液中N₃^-離子發(fā)生水解，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性；
（5）根據氨氣分子之間存在氫鍵分析解答；
（6）①氮分子結構式為N≡N，三鍵含有1σ鍵、2個π鍵；
②鐵晶體屬于金屬晶體，晶體中存在金屬鍵；
③鐵晶體為體心立方堆積，根據均攤法計算晶胞中含有2個Fe原子，結合摩爾質量計算晶胞質量，根據邊長計算晶胞的體積，再根據ρ=$\frac{m}{V}$計算晶體密度．

解答 解：（1）同周期隨原子序數增大元素電負性增大、元素的第一電離能呈增大趨勢，故氮所在的周期中，第二周期電負性最大的元素是F，第一電離能最小的元素是Li，
故答案為：F；Li；
（2）N原子2s軌道容納2個電子，且自旋方向相反，2p能級3個軌道各容納1個電子，且自旋方向相同，故基態(tài)氮原子的L層電子排布圖為：，
故答案為：；
（3）將1個N原子及1個單位負電荷用O原子替換，可得其等電子體為N₂O等，NO₃^-中N原子價層電子對數=3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3、N原子不含孤電子對，故其空間結構為平面三角形，
故答案為：N₂O；平面三角形；
（4）氨基化鈉（NaNH₂）和疊氮化鈉（NaN₃）都含有活潑金屬Na元素，由陰、陽離子構成，屬于離子化合物；疊氮化鈉的水溶液中N₃^-離子發(fā)生水解：N₃^-+H₂O$\stackrel{．}{?}$HN₃+OH^-，破壞水的電離平衡，溶液呈堿性，
貴答案為：離子晶體；N₃^-+H₂O$\stackrel{．}{?}$HN₃+OH^-；
（5）N₂O分子間只存在范德華力，氨分子之間存在氫鍵，氫鍵作用較強，故氨氣的沸點較高，
故答案為：N₂O分子間只存在范德華力，氨分子之間存在氫鍵，氫鍵作用較強；
（6）①氮分子結構式為N≡N，三鍵含有1σ鍵、2個π鍵，氮分子中σ鍵和π鍵數目之比=1：2，
故答案為：1：2；
②鐵晶體屬于金屬晶體，晶體中存在金屬鍵，故答案為：金屬鍵；
③鐵晶體為體心立方堆積，由其晶胞結構可知，晶胞中Fe原子數目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，故晶胞質量=2×$\frac{56}{{N}_{A}}$g，晶胞邊長為acm，則晶胞的體積=（a cm）³=a³ cm³，故晶體密度=$\frac{\frac{2×56}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$=$\frac{112}{{N}_{A}•{a}^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{112}{{N}_{A}•{a}^{3}}$g•cm^-3．

點評 本題考查物質結構與性質，涉及元素周期律、核外電子排布、分子構型、等電子體、晶體類型、鹽類水解、化學鍵、晶胞計算等，題目比較綜合，需要學生全面掌握基礎知識，側重主干知識的考查，是�？贾�識點，注意利用均攤法進行晶胞的有關計算，難度中等．