Question

5．疊氮化鈉（NaN₃）是一種無色晶體，廣泛用于汽車安全氣囊及化工合成等．常見的兩種制備方法為：
2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+NH₃
3NaNH₂+NaNO₃═NaN₃+3NaOH+NH₃↑

（1）下列說法正確的是ab（填序號）．
a．N₃^-與N₂O互為等電子體
b．NaN₃、NaNH₂、NaOH、NaNO₃均為離子化合物
c．兩種制備方法中，生成等物質(zhì)的量的NaN₃轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同
d．電負(fù)性：N＞O＞H
（2）NH₃的沸點(diǎn)比N₂O的沸點(diǎn)高（填“高”或“低”），其主要原因是氨氣分子間存在氫鍵
（3）依據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，N₂O的空間構(gòu)型為直線型，σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)之比為1：1．
（4）一種疊氮橋基化合物C的合成方法如下：
基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；配合物C中，氮原子的雜化方式為sp、sp²、sp³；
（5）汽車安全氣囊的設(shè)計(jì)是基于反應(yīng)6NaN₃+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$3Na₂O+2Fe+9N₂↑，生成物中鐵的晶體有三種堆積方式，其中兩種的堆積方式如2圖所示：
①下列有關(guān)鐵及晶體的說法正確的是c（填序號）．
a．γ-Fe的配位數(shù)為8
b．α-Fe、γ-Fe的堆積方式分別與銅、鎂相同
c．金屬鐵的導(dǎo)電性是由于通電時(shí)自由電子作定向移動
d．α-Fe延展時(shí)，可以轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe
②α-Fe與γ-Fe的密度之比為3$\sqrt{6}$：8．

Answer 1

分析 （1）a．原子數(shù)相同，電子數(shù)目相同的微粒為等電子體；
b．活潑金屬和活潑非金屬元素之間易形成離子鍵，非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵，含有離子鍵的化合物是離子化合物，共價(jià)化合物中只含共價(jià)鍵；
c．根據(jù)方程式分析計(jì)算；
d．得電子能力越強(qiáng)，電負(fù)性越大，電負(fù)性大的元素集中在元素周期表的右上角，電負(fù)性小的元素集中在左下角；
（2）分子間存在氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論確定其空間構(gòu)型，價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對個(gè)數(shù)，據(jù)此分析解答；雙鍵中有1個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵，單鍵含1個(gè)σ鍵；
（4）銅的原子序數(shù)是29；根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論確定雜化方式；
（5）①a．γ-Fe為面心立方；
b．鎂型為體心立方；
c．金屬靠自由電子導(dǎo)電；
d．金屬延展時(shí)金屬鍵不變，晶體結(jié)構(gòu)不變；
②利用均攤法結(jié)合晶胞計(jì)算密度．

解答 解：A（1）a．N₃^-與N₂O原子數(shù)相同，電子數(shù)目相同，互為等電子體，故a正確；
b．NaN₃、NaNH₂、NaOH、NaNO₃含有離子鍵，均為離子化合物，故b正確；
c．2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+NH₃中氮元素升高（-3→-$\frac{1}{3}$）下降（+1→-$\frac{1}{3}$），生成1molNaN₃轉(zhuǎn)移電子數(shù)為$\frac{8}{3}$mol，3NaNH₂+NaNO₃═NaN₃+3NaOH+NH₃↑中氮元素升高（-3→-$\frac{1}{3}$）下降（+5→-$\frac{1}{3}$），生成1molNaN₃轉(zhuǎn)移電子數(shù)為$\frac{16}{3}$mol，故c錯誤；
d．得電子能力O＞N＞H，所以電負(fù)性是O＞N＞H，故d錯誤．
故答案為：ab；
（2）氨氣分子間存在氫鍵，氫鍵使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高，N₂O以微弱的分子間作用力結(jié)合無氫鍵，所以NH₃的沸點(diǎn)比N₂O的沸點(diǎn)高，
故答案為：高；氨氣分子間存在氫鍵；
（3）N₂O結(jié)構(gòu)式為N=N=O，分子中氮價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（5-4×1-1）=2，采取sp雜化，所以其空間構(gòu)型為直線形結(jié)構(gòu)，雙鍵中有1個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵，σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)之比為1：1，
故答案為：直線型；1：1；
（4）銅的原子序數(shù)是29，Cu在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，N原子形成2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)σ鍵且無孤對電子，為sp、sp²、sp³雜化，雜化方式有：sp、sp²、sp³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹；sp、sp²、sp³；
（5）①a．面心立方最密堆積、配位數(shù)12、空間利用率74%，故a錯誤；
b．鎂型為體心立方，銅型為面心立方，故b錯誤；
c．金屬靠自由電子定向移動導(dǎo)電，故c正確；
d．金屬延展時(shí)金屬鍵不變，晶體結(jié)構(gòu)不變，所以α-Fe延展時(shí)不可能轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe，故d錯誤．
故答案為：C；
②α-Fe晶胞為體心立方最密堆積，由晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞γ中原子個(gè)數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$=2，α-Fe晶胞為面心立方最密堆積，由晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞γ中原子個(gè)數(shù)為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，數(shù)目為8×=4
設(shè)鐵原子的直徑為a，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，δ晶胞的邊長為$\frac{2a}{\sqrt{3}}$、γ晶胞的邊長為$\frac{2a}{\sqrt{2}}$、所以α、γ兩種晶胞的密度之比為$\frac{2}{（\frac{2a}{\sqrt{3}}）^{3}}$：$\frac{4}{（\frac{2a}{\sqrt{2}}）^{3}}$=3$\sqrt{6}$：8，
故答案為：3$\sqrt{6}$：8．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及等電子體、原子雜化方式判斷、微粒空間構(gòu)型判斷、晶胞計(jì)算等知識點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算及空間想象能力，晶胞計(jì)算為該題難點(diǎn)，題目難度中等．