Question

【题目】侯氏制碱法又称联合制碱法，是我国化学工程专家侯德榜于1943年发明的。此方法具有食盐利用率高、对环境的污染少、生产成本低等优点。其制备中涉及如下两个反应：NaC1+H2O+CO2+NH3===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

（1）基态氯原子的电子排布式为___，基态氮原子最高能级上电子自旋方向均相同，这是由____规则（原理）确定的，C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为____。

（2）H2O、CO2、NH3三种分子中，中心原子的杂化轨道类型为sp的是___，属于V形分子的是____。在常温常压下，1体积水可溶解700体积NH3、可溶解0.8体积CO2，试解释其原因：_____。

（3）要确定Na2CO3固体是晶体还是非晶体，最可靠的方法是___，下列事实不能支持Na2CO3的晶体类型为离子晶体的是___（填字母）。

a．熔点为851℃ b．晶体中存在Na+、CO32-

c．可溶于水 d．晶体中存在离子键，共价键

（4）钠、氧两元素可形成两种常见化合物，其中一种的晶胞如下图所示（图中微粒表示相应的结构微粒），则该氧化物的化学式为___，若晶胞参数为d pm，晶胞的密度为，则阿伏加德罗常数NA=___（用含d、的代数式表示）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5 洪特 N>O>C CO2 H2O CO2是非极性分子而水是极性分子，故CO2在水中溶解度较小，NH3是极性分子且能与水分子形成分子间氢键，故NH3在水中溶解度很大 X-射线衍射法 c Na2O

【解析】

（1）核外电子排布满足能量最低原理、泡利不相容原理；N原子2p轨道上的电子处于半充满状态，第一电离能大于O；

（2）根据价电子对数判断中心原子的杂化轨道类型；利用价电子互斥理论判断分子空间构型。分子间形成氢键可以增大溶解度，极性分子易溶于极性溶剂；

（3）X-射线衍射法可以判断晶体和非晶体；溶解性与晶体类型无关。

（1）氯原子核外有17个电子，根据能量最低原理，基态氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，电子在同一能级上自旋方向相同是由洪特规则确定的。N原子2p轨道上的电子处于半充满状态，第一电离能大于O，元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。

（2）H2O、CO2、NH3三种分子中，中心原子的价层电子对数分别为4个、2个、4个，故中心原子杂化轨道类型分别为sp3、sp、sp3。水分子是V形分子。NH3可与水分子间形成氢键，从而使其溶解度很大；CO2是非极性分子而水是极性分子，故CO2在水中溶解度小。

（3）判断固体是晶体还是非晶体最可靠的方法是X-射线衍射法。离子晶体熔点较高，由离子构成，含有离子键，由于许多分子晶体也可溶于水，故c项符合题意。

（4）由图及均摊原理知，晶胞中氧离子数是 、钠离子的数目是8，故化学式为Na2O，一个晶胞中含有4个“Na2O”组成微粒，晶胞的体积为d310-30 cm3，晶胞的质量为，，。