Question

【題目】氮元素可形成很多重要的化合物，其中疊氮化鈉（NaN3）被廣泛應用于汽車安全氣囊。疊氮化鈉的制取方法是:①金屬鈉與液態氨反應得NaNH2②NaNH2與N2O按物質的量2:1反應可生成NaN3、NaOH和一種氣體。

(1)請寫出反應②的化學方程式為:____________。

(2)與N3-互為等電子體的分子有：______（寫一種）由此可推知N3-的空間構型是:_________； 比較NH2-和NH3的鍵角∠HNH的大小：NH2- ____ NH3(填“>”或“<”或“=”)，請用價層電子對互斥規律解釋_______。

(3)疊氮化鈉（NaN3）分解可得純N2，有關說法正確的是:________（選填代號）

A．氮氣常溫下很穩定，是因為氮元素的電負性大

B．NaN3與KN3結構類似，前者晶格能較小

C．第一電離能（I1）：N＞P＞S

D．熱穩定性NH3強于PH3和H2S是因為NH3分子間有氫鍵

(4)小汽車的防撞氣囊中疊氮化鈉的工作原理是基于反應：6NaN3+ Fe2O3 = 3Na2O + 2Fe+ 9N2 ；鐵晶體有三種堆積方式，其中兩種堆積方式分別如圖甲、圖乙所示（其晶胞特征如下圖所示）：

晶胞甲中鐵原子的配位數為：_______，晶胞乙中鐵原子的堆積方式為：________。晶胞乙中鐵原子半徑為a cm，NA表示阿伏加德羅常數，摩爾質量為M g/mol。則該晶體的密度可表示為：___________ g/cm3。

Answer 1

【答案】2NaNH2＋N2O = NaN3＋NaOH＋NH3 N2O或CO2或CS2或BeCl2 直線形 < NH2-中N原子孤對電子數為2，NH3中N原子孤對電子數為1，孤對電子數前者多于后者，孤對電子與成鍵電子間的斥力大于成鍵電子與成鍵電子間的斥力，所以鍵角前者小 C 8 面心立方最密堆積

【解析】

（1）根據質量守恒定律來判斷反應產物的化學式，再寫出反應的方程式；

（2）原子個數相等且價電子相等的微粒為等電子體；根據等電子體的結構相似來分析；根據孤對電子與成鍵電子間的斥力大于成鍵電子與成鍵電子間的斥力來分析；

（3）A. N2常溫下很穩定，是因為分子內共價鍵較強；

B. 離子半徑越小，晶格能越大；

C. 同周期從左向右，第一電離能增大，但第VA族因p軌道上有3個電子，半充滿結構，所以第一電離能高于相鄰族的元素，同主族從上到下第一電離能逐漸減小，據此判斷；

D. 熱穩定性NH3強于PH3和H2S是因為N原子半徑小，共價鍵鍵能大，與分子間的氫鍵無關，據此判斷；

（4）根據晶胞甲示意圖可知原子占據立方體的頂點和體心，可知為體心立方堆積，配位數為8；圖乙為面心立方最密堆積，該晶胞中Fe原子個數=8×+6×=4，每個晶胞的質量=×4，Fe原子的直徑為2acm，晶胞的邊長為a，體積為16a3，由=計算晶胞的密度。

（1）根據質量守恒定律可知，反應前后原子的種類和數目不變，可確定氣體產物為NH3，NaNH2與N2O按物質的量2:1反應可生成NaN3、NaOH和NH3。方程式為：2NaNH2＋N2O = NaN3＋NaOH＋NH3；

（2）N3-中原子個數為3，價電子數為16，因此與N3-互為等電子體的微粒有：N2O、CO2、CS2、BeCl2、SCN-、OCN-、CNO-等；CO2屬于直線形分子，等電子體的結構相同，因此N3-為直線形分子；孤對電子與成鍵電子間的斥力大于成鍵電子與成鍵電子間的斥力，NH2-中N原子孤對電子數為2，NH3中N原子孤對電子數為1，孤對電子數前者多，所以前者鍵角小；

（3）A. N2常溫下很穩定，是因為分子內共價三鍵，鍵能較大，A項錯誤；

B. 離子半徑越小，晶格能越大，NaN3的晶格能大于KN3的晶格能，B項錯誤；

C. 同周期從左向右，第一電離能增大，但第VA族因p軌道上有3個電子，半充滿結構，所以第一電離能高于相鄰族的元素，同主族從上到下第一電離能逐漸減小，因此N、P、S的第一電離能的順序為N>P>S，C項正確；

D. 熱穩定性NH3強于PH3和H2S是因為N原子半徑小，共價鍵鍵能大，與分子間的氫鍵無關，D項錯誤；

答案選C；

（4）根據晶胞甲示意圖可知原子占據立方體的頂點和體心，可知為體心立方堆積，配位數為8；圖乙為面心立方最密堆積；該晶胞中Fe原子個數=8×+6×=4，每個晶胞的質量=×4，Fe原子的直徑為2acm，晶胞的邊長為a，體積為16a3，因此===g/cm3。