氮元素可形成很多重要的化合物.其中叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊．叠氮化钠的制取方法是:①金属钠与液态氨反应得NaNH2②NaNH2与N2O按物质的量2:1反应可生成NaN3.NaOH和一种气体．(1)请写出反应②的化学方程式为: ．(2)与N3-互为等电子体的分子有: 由此可推知N3-的空间构型是: ,比较NH2-和NH3� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氮元素可形成很多重要的化合物，其中叠氮化钠（NaN₃）被广泛应用于汽车安全气囊．叠氮化钠的制取方法是：①金属钠与液态氨反应得NaNH₂②NaNH₂与N₂O按物质的量2：1反应可生成NaN₃、NaOH和一种气体．
（1）请写出反应②的化学方程式为：

．
（2）与N₃^-互为等电子体的分子有：

（写一种）由此可推知N₃^-的空间构型是：

；比较NH₂^-和NH₃的键角∠HNH的大小：NH₂

NH₃，请用价层电子对互斥规律解释：

．
（3）氮的化合物酞箐和铜酞箐（环中含有一个铜原子）是重要的有机染料，相关分子结构如图所示：

酞箐分子中氮原子的杂化类型有：

铜酞箐中铜原子在基态时的价电子排布式：

；请在图1中用“→”标出铜酞箐中的配位键

．
（4）小汽车的防撞气囊中叠氮化钠的工作原理是基于反应：6NaN₃+Fe₂O₃═3Na₂O+2Fe+9N₂；铁晶体有三种堆积方式，其中两种堆积方式分别如图2甲、图乙所示（其晶胞特征如其右图所示）：
晶胞甲中铁原子的堆积方式为：

，晶胞乙中铁原子的配位数为：

．铁原子半径为a cm，N_A表示阿伏加德罗常数，摩尔质量为M g/mol．则该晶体的密度可表示为：

g/cm³．

考点：判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据质量守恒定律来判断反应产物的化学式，再写出反应的化学方程式；
（2）原子个数相等且价电子数相等的微粒为等电子体；根据等电子体的结构相似来分析；根据孤对电子与成键电子间的斥力大于成键电子与成键电子间的斥力来分析；
（3）根据酞箐分子中氮原子的成键电子对数和孤电子对数判断；根据Cu的电子排布式分析；表示配位键时，箭头指向提供空轨道的原子或离子；
（4）根据晶胞图可知原子占据立方体的顶点和体心判断；图乙为面心立方最密堆积，配位数=3×

×8=12；该晶胞中Fe原子个数=8×

=4，每个晶胞的质量=

×4，Fe原子的直径为2acm，晶胞的边长=

a，所以晶胞的体积为16

a³，根据ρ=

计算其密度．

解答： 解：（1）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，可确定气体产物的化学式为：NH₃，则NaNH₂与N₂O按物质的量2：1反应可生成NaN₃、NaOH和NH₃的化学方程式为：2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+NH₃；
故答案为：2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+NH₃；
（2）N₃^-中原子个数是3，价电子数是16，则与N₃^-互为等电子体的分子、离子有：N₂O或CO₂或CS₂或BeCl₂；SCN^-或OCN^-或CNO^-；二氧化碳属于直线形分子，等电子体的结构相同，所以N₃^-是直线形分子；孤对电子与成键电子间的斥力大于成键电子与成键电子间的斥力，NH₂^-中N原子孤对电子数为2，NH₃中N原子孤对电子数为1，孤对电子数前者多，所以前者键角小；
故答案为：N₂O或CO₂；直线形；NH₂^-中N原子孤对电子数为2，NH₃中N原子孤对电子数为1，孤对电子数前者多，孤对电子与成键电子间的斥力大于成键电子与成键电子间的斥力，所以前者键角小；
（3）由酞箐分子的结构简式图可知，分子中氮原子形成单键和双键，氮原子形成单键时为sp³杂化，形成双键时为sp²杂化；Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，则Cu的价电子的电子排布式为3d¹⁰4s¹；氮原子有孤对电子，Cu有空轨道，N原子与Cu之间形成配位键，可据此标出配位键为