Question

12．天津8.12爆炸事件中，港口保存有NaCN等剧毒物品．
（1）与C同主族的元素Ge位于第四周期，其原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²
（2）Na、C、N的第一电离能由大到小的顺序为N＞C＞Na．
（3）CN^-中C原子的杂化轨道类型是sp，写出一个与CN^-具有相同空间构型和键合形式的分子：N₂（填分子式）．
（4）NaCN可用于Au的提取：4Au+8NaCN+2H₂O+O₂═4Na[Au（CN）₂]+4NaOH．Na[Au（CN）₂]中的配离子为[Au（CN）₂]⁺，0.1mol配离子中含有的σ键数为0.4N_A（用N_A表示阿伏加德罗常数的值）
（5）NaCN的晶胞结构如图所示，晶胞中Na⁺与CN^-之间的距离为acm，晶胞中Na⁺的配位数为6，则NaCN的密度为$\frac{49}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（用N_A表示阿伏加德罗常数的值）．

Answer 1

分析 （1）与C同主族的元素Ge位于第四周期IVA族，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能减小；
（3）CN^-与氮气分子互为等电子体，CN^-中C原子与N原子之间形成3对共用电子对、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为2；
（4）Na[Au（CN）₂]中的配离子为[Au（CN）₂]⁺，该配离子中形成2个配位键、CN^-中形成1个三键，离子中含有4个σ键；
（5）以体心Na⁺研究，与之相邻的CN^-位于面心，晶胞中Na⁺与CN^-之间的距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，计算晶胞体积，根据均摊法计算晶胞中晶胞中Na⁺、CN^-离子数目，再表示出晶胞质量，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度．

解答 解：（1）与C同主族的元素Ge位于第四周期IVA族，根据能量最低原理，其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²；
（2）同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能减小，Na、C、N的第一电离能由大到小的顺序为：N＞C＞Na，
故答案为：N＞C＞Na；
（3）CN^-与氮气分子互为等电子体，与N₂分子具有相同空间构型和键合形式，CN^-中C原子与N原子之间形成3对共用电子对、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为2，C原子采取sp杂化，
故答案为：sp；N₂；
（4）Na[Au（CN）₂]中的配离子为[Au（CN）₂]⁺，该配离子中形成2个配位键、CN^-中形成1个三键，离子中含有4个σ键，0.1mol配离子中含有的σ键数为0.4N_A，
故答案为：[Au（CN）₂]⁺；0.4N_A；
（5）以体心Na⁺研究，与之相邻的CN^-位于面心，晶胞中Na⁺的配位数为6，晶胞中Na⁺与CN^-之间的距离为a cm，则晶胞棱长为2a cm，晶胞体积为（2a cm）³，晶胞中Na⁺离子数目为1+12×$\frac{1}{4}$=4、CN^-离子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则晶胞质量为4×$\frac{49}{{N}_{A}}$g，则晶胞密度为4×$\frac{49}{{N}_{A}}$g÷（2a cm）³=$\frac{49}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g．cm^-3，
故答案为：6；$\frac{49}{2{a}^{3}{N}_{A}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、杂化方式、等电子体、配合物、晶胞结构与计算等，注意同周期第一电离能异常情况，掌握均摊法进行晶胞有关计算，难度中等．