Question

10．叠氮化钠（NaN₃）是一种无色晶体，常见的两种制备方法为：
2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+NH₃，3NaNH₂+NaNO₃═NaN₃+3NaOH+NH₃↑．
回答下列问题：
（1）基NH₃分子的空间构型是三角锥型；态氮原子的价层电子排布图为．
（2）化合物NF₃为极性分子（填“极性”或“非极性”），若其沸点为-129℃，则其晶体类型
为分子晶体．
（3）与N${\;}_{3}^{-}$互为等电子体的分子为N₂O （写出一种）．依据价层电子对互斥理论，NO${\;}_{3}^{-}$的空间构型为
平面三角形．
（4）氨基化钠（NaNH₂）和叠氮化钠（NaN₃）的晶体类型为离子晶体．
（5）已知尿素的结构式为：，

尿素分子中C和N原子的杂化方式分别是sp²、sp³
（6）安全气囊的设计原理为6NaN₃+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;撞击\;}}{\;}$3Na₂O+2Fe+9N₂↑．
①铁晶体中存在的化学键类型为金属键．
②铁晶体为体心立方堆积，其晶胞如图所示，晶胞边长为a cm，该铁晶体密度为$\frac{112}{N{\;}_{A}•a{\;}^{3}}$g•cm^-3（用含a、N_A
的表达式表示，其中N_A为阿伏加德罗常数）．

Answer 1

分析 （1）根据价层电子对互斥模型判断分子空间构型，N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p轨道，据此书写原子的价层电子排布图；
（2）NF₃中N原子的价层电子对=3+1=4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥型，则分子中正负电荷中心不重合，为极性分子；
（3）将1个N原子及1个单位负电荷用O原子替换，可得其等电子体；计算NO₃^-中N原子价层电子对数及孤电子对，确定其空间结构；
（4）氨基化钠（NaNH₂）和叠氮化钠（NaN₃）都含有活泼金属元素，属于离子化合物；
（5）由尿素的结构式可知，尿素分子中N原子成3个单键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，C原子成2个C-N键、1个C=O键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，据此判断；
（6）①铁晶体属于金属晶体，晶体中存在金属键；
②铁晶体为体心立方堆积，根据均摊法计算晶胞中含有2个Fe原子，结合摩尔质量计算晶胞质量，根据边长计算晶胞的体积，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶体密度．

解答 解：（1）在NH₃分子中，有3个N-H键，和一对孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断分子空间构型为三角锥型，N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p轨道，其价层电子的电子排布图为，故答案为：三角锥型；；
（2）NF₃中N原子的价层电子对=3+1=4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥型，则分子中正负电荷中心不重合，为极性分子；
其沸点为-129℃，较低，根据分子晶体的性质，判断为分子晶体；
故答案为：极性；分子晶体；
（3）将1个N原子及1个单位负电荷用O原子替换，可得其等电子体为N₂O等，NO₃^-中N原子价层电子对数=3+$\frac{5+1-2×3}{2}$=3、N原子不含孤电子对，故其空间结构为平面三角形，
故答案为：N₂O；平面三角形；
（4）氨基化钠（NaNH₂）和叠氮化钠（NaN₃）都含有活泼金属Na元素，由阴、阳离子构成，属于离子化合物；贵答案为：离子晶体；
（5）由尿素分子的结构式可知，尿素分子中C原子成2个C-N键、1个C=O键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，C原子采取sp²杂化，N原子成3个单键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，N原子采取sp³杂化，
故答案为：sp²、sp³；
（6）①铁晶体属于金属晶体，晶体中存在金属键，故答案为：金属键；
②铁晶体为体心立方堆积，由其晶胞结构可知，晶胞中Fe原子数目=1+8×$\frac{1}{8}$=2，故晶胞质量=2×$\frac{56}{N{\;}_{A}}$g，晶胞边长为acm，则晶胞的体积=（a cm）³=a³ cm³，故晶体密度=$\frac{2×\frac{56}{N{\;}_{A}}}{a{\;}^{3}}$=$\frac{112}{N{\;}_{A}•a{\;}^{3}}$g•cm^-3，
故答案为：$\frac{112}{N{\;}_{A}•a{\;}^{3}}$g•cm^-3．

点评 本题考查了电子排布图、分子空间构型的判断、原子的杂化方式的判断等知识点，题目涉及的知识点较多，综合性较强，难度中等，注意分子空间构型的判断及原子杂化方式的判断是高考的热点．