Question

【题目】叠氮化钠(NaN3)是一种无色晶体，广泛用于汽车安全气囊及化工合成等．常见的两种制备方法为：

2NaNH2+N2O═NaN3+NaOH+NH3↑

3NaNH2+NaNO3═NaN3+3NaOH+NH3↑

(1)①氮原子的L层电子排布图_____________________。

②氮所在的周期中，第一电离能最大的元素为_____________（填元素符号）。

③与N3互为等电子体的粒子为____________（写出一种）。

④氨气的电子式____________。

(2)NH3沸点（﹣33.34℃）比N2O沸点（﹣88.49℃）高，其主要原因是____________

(3)依据价层电子对互斥理论，NO3-间构型呈__________形。

(4)汽车安全气囊的设计是基于反应6NaN3+Fe2O3═3Na2O+2Fe+9N2↑，生成物中的铁是一种常见物质，而铁的晶体有三种堆积方式，其中两种的堆积方式如图所示，下列有关铁及晶体的说法中正确的是_________。

A．金属铁的导电性是由于通电时产生的自由电子作定向移动

B．α﹣Fe、γ﹣Fe的堆积方式分别与钾和铜相同

C．空间利用率α﹣Fe大于γ﹣Fe

D．金属铁内部存在金属键

(5)铁的上述两种晶体（α﹣Fe：γ﹣Fe）的密度比值为___________。（写成小数，保留2位有效数字）

Answer 1

【答案】 Ne CO2等 氨气分子间存在氢键 平面三角 BD 0.92

【解析】

(1)①氮是7号元素，原子核外电子数为7，核外电子排布是2、5，原子的L层上有5个电子，2s能级上有2个电子、2p能级上有3个电子，根据能量最低原理、洪特规则、保里不相容原理知，其L层电子排布图为；

②N是第二周期的元素，在同一周期中，元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素大于相邻元素，所以第二周期元素中第一电离能最大的是惰性气体元素Ne；

③价电子数相等、原子个数相等的微粒互斥等电子体，，与N3互为等电子体的粒子有CO2、N2O等；

④氨气分子中氮原子和每个氢原子之间都存在一个共用电子对，氮原子上还有一对孤对电子，所以氨气分子的电子式为；

(2)NH3中存在氢键，N2O中不存在氢键，分子之间氢键的存在，增加了分子之间的吸引力，使物质熔化、气化需要较高的能量，导致NH3沸点（-33.34℃）比N2O沸点（-88.49℃）高；

(3)NO3-中价层电子对个数=3+(5+1-3×2)/2=3且不含孤电子对，所以其空间构型为平面三角形；

(4)A．金属铁的导电性是由于通电时自由电子作定向移动，电子不是通电才产生的，故选项A错误；

B．α-Fe、γ-Fe的堆积方式分别与钾和铜相同，α-Fe为体心立方堆积，γ-Fe为面心立方堆积，故选项B正确；

C．根据Fe的两种晶体结合方式可知，空间利用率α-Fe小于γ-Fe，故选项C错误；

D．金属晶体中存在金属键，所以金属铁内部存在金属键，故选项D正确；

因此合理选项是BD；

(5)α-Fe中Fe原子个数==2，γ-Fe中Fe原子个数==4，设Fe原子半径为r，α-Fe中晶胞边长=，γ-Fe中晶胞的边长=，又由密度公式可得α-Fe的密度；γ-Fe的密度为；所以其密度之比为=：=0.92