Question

15．20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭推进剂，黑火药爆炸的化学方程式为：S+2KNO₃+3C→K₂S+N₂↑+3CO₂↑．20世纪60年代，火箭使用的是液体推进剂，常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等，可燃物有肼（N₂H₄）、液氢等．
（1）K原子核外电子云有4种不同的伸展方向，电子填充了10个轨道；写出硫原子的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，比较反应所涉及的原子的原子半径大小：K＞S＞C＞N＞O；
（2）写出产物中含极性键的非极性分子的结构式O=C=O，产物K₂S的电子式为；
（3）已知S和氯水反应会生成两种强酸，其离子方程式为S+3Cl₂+4H₂O→SO₄^2-+8H⁺+6Cl^-；
（4）以上的火箭推进剂一般含有氮元素，含氮化合物种类丰富．有一含氮化合物，具有很强的爆炸性，86g该化合物爆炸分解会生成标况下N₂67.2L和另一种气体单质H₂．写出其爆炸的化学方程式2HN₃→H₂+3N₂．

Answer 1

分析 （1）K原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，s有1种伸展方向，p有3中，电子填充了10个轨道，硫原子的核外电子排布式为，1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；电子层数越多，半径越大，相同电子层结构，原子序数越小半径越大；
（2）K₂S是离子化合物，硫离子和钾离子形成离子键，据此写出电子式；C0₂是直线形分子，碳原子与2个氧原子都形成双键，据此写出结构式；
（3）S和氯水反应会生成两种强酸，可知酸为盐酸和硫酸，然后配平；
（4）先根据质量守恒确定氢气的质量，然后求出氮原子、氢原子的物质的量，两者的物质的量之比，确定化合物的分子式，最后书写化学方程式．

解答 解：（1）K原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，原子核外电子云有4种不同的伸展方向，电子填充了10个轨道；硫原子的核外电子排布式为，1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；电子层数越多，半径越大，相同电子层结构，原子序数越小半径越大，故半径K＞S＞C＞N＞O，故答案为：4；10；1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；K＞S＞C＞N＞O；
（2）C0₂是直线形分子，碳原子与2个氧原子都形成双键，结构式为O=C=O，硫化钾是离子化合物，硫离子和钾离子形成离子键，硫化钾的电子式为；
故答案为：O=C=O；；
（3）S和氯水反应会生成盐酸和硫酸，反应的离子方程式为：3Cl₂+S+4H₂O=8H⁺+SO₄^2-+6Cl^-，
故答案为：3Cl₂+S+4H₂O=8H⁺+SO₄^2-+6Cl^-；
（4）86g该化合物爆炸分解会生成标况下N₂ 67.2L和另一种气体单质H₂，N₂的物质的量为$\frac{67.2L}{22.4L/mol}$=3mol，质量为3mol×28g/mol=84g，则氢气的质量为86g-84g=2g，物质的量为1mol，氮原子、氢原子的物质的量分别为6mol，2mol，两者的物质的量之比为3：1，含氮化合物的分子式为HN₃，化学方程式为：2HN₃=H₂+3N₂，
故答案为：2HN₃=H₂+3N₂．

点评 本题考查了含氮化合物的综合应用，题目难度中等，涉及知识点较多、综合性较强，充分考查了学生运用信息解决问题、分析问题的能力及知识的迁移与运用能力．