Question

10．疊氮化鈉（NaN₃）是一種無色晶體，常見的兩種制備方法為：
2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+NH₃，3NaNH₂+NaNO₃═NaN₃+3NaOH+NH₃↑．
回答下列問題：
（1）基NH₃分子的空間構型是三角錐型；態氮原子的價層電子排布圖為．
（2）化合物NF₃為極性分子（填“極性”或“非極性”），若其沸點為-129℃，則其晶體類型
為分子晶體．
（3）與N${\;}_{3}^{-}$互為等電子體的分子為N₂O （寫出一種）．依據價層電子對互斥理論，NO${\;}_{3}^{-}$的空間構型為
平面三角形．
（4）氨基化鈉（NaNH₂）和疊氮化鈉（NaN₃）的晶體類型為離子晶體．
（5）已知尿素的結構式為：，

尿素分子中C和N原子的雜化方式分別是sp²、sp³
（6）安全氣囊的設計原理為6NaN₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$3Na₂O+2Fe+9N₂↑．
①鐵晶體中存在的化學鍵類型為金屬鍵．
②鐵晶體為體心立方堆積，其晶胞如圖所示，晶胞邊長為a cm，該鐵晶體密度為$\frac{112}{N{\;}_{A}•a{\;}^{3}}$g•cm^-3（用含a、N_A
的表達式表示，其中N_A為阿伏加德羅常數）．

Answer 1

分析 （1）根據價層電子對互斥模型判斷分子空間構型，N原子核外有7個電子，分別位于1s、2s、2p軌道，據此書寫原子的價層電子排布圖；
（2）NF₃中N原子的價層電子對=3+1=4，且含有一個孤電子對，所以其空間構型為三角錐型，則分子中正負電荷中心不重合，為極性分子；
（3）將1個N原子及1個單位負電荷用O原子替換，可得其等電子體；計算NO₃^-中N原子價層電子對數及孤電子對，確定其空間結構；
（4）氨基化鈉（NaNH₂）和疊氮化鈉（NaN₃）都含有活潑金屬元素，屬于離子化合物；
（5）由尿素的結構式可知，尿素分子中N原子成3個單鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為4，C原子成2個C-N鍵、1個C=O鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，據此判斷；
（6）①鐵晶體屬于金屬晶體，晶體中存在金屬鍵；
②鐵晶體為體心立方堆積，根據均攤法計算晶胞中含有2個Fe原子，結合摩爾質量計算晶胞質量，根據邊長計算晶胞的體積，再根據ρ=$\frac{m}{V}$計算晶體密度．

解答 解：（1）在NH₃分子中，有3個N-H鍵，和一對孤電子對，根據價層電子對互斥模型判斷分子空間構型為三角錐型，N原子核外有7個電子，分別位于1s、2s、2p軌道，其價層電子的電子排布圖為，故答案為：三角錐型；；
（2）NF₃中N原子的價層電子對=3+1=4，且含有一個孤電子對，所以其空間構型為三角錐型，則分子中正負電荷中心不重合，為極性分子；
其沸點為-129℃，較低，根據分子晶體的性質，判斷為分子晶體；
故答案為：極性；分子晶體；
（3）將1個N原子及1個單位負電荷用O原子替換，可得其等電子體為N₂O等，NO₃^-中N原子價層電子對數=3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3、N原子不含孤電子對，故其空間結構為平面三角形，
故答案為：N₂O；平面三角形；
（4）氨基化鈉（NaNH₂）和疊氮化鈉（NaN₃）都含有活潑金屬Na元素，由陰、陽離子構成，屬于離子化合物；貴答案為：離子晶體；
（5）由尿素分子的結構式可知，尿素分子中C原子成2個C-N鍵、1個C=O鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，C原子采取sp²雜化，N原子成3個單鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為4，N原子采取sp³雜化，
故答案為：sp²、sp³；
（6）①鐵晶體屬于金屬晶體，晶體中存在金屬鍵，故答案為：金屬鍵；
②鐵晶體為體心立方堆積，由其晶胞結構可知，晶胞中Fe原子數目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，故晶胞質量=2×$\frac{56}{N{\;}_{A}}$g，晶胞邊長為acm，則晶胞的體積=（a cm）³=a³ cm³，故晶體密度=$\frac{2×\frac{56}{N{\;}_{A}}}{a{\;}^{3}}$=$\frac{112}{N{\;}_{A}•a{\;}^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{112}{N{\;}_{A}•a{\;}^{3}}$g•cm^-3．

點評 本題考查了電子排布圖、分子空間構型的判斷、原子的雜化方式的判斷等知識點，題目涉及的知識點較多，綜合性較強，難度中等，注意分子空間構型的判斷及原子雜化方式的判斷是高考的熱點．