Question

【題目】侯氏制堿法又稱聯(lián)合制堿法，是我國(guó)化學(xué)工程專家侯德榜于1943年發(fā)明的。此方法具有食鹽利用率高、對(duì)環(huán)境的污染少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。其制備中涉及如下兩個(gè)反應(yīng)：NaC1+H2O+CO2+NH3===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

（1）基態(tài)氯原子的電子排布式為___，基態(tài)氮原子最高能級(jí)上電子自旋方向均相同，這是由____規(guī)則（原理）確定的，C、N、O三種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>____。

（2）H2O、CO2、NH3三種分子中，中心原子的雜化軌道類型為sp的是___，屬于V形分子的是____。在常溫常壓下，1體積水可溶解700體積NH3、可溶解0.8體積CO2，試解釋其原因：_____。

（3）要確定Na2CO3固體是晶體還是非晶體，最可靠的方法是___，下列事實(shí)不能支持Na2CO3的晶體類型為離子晶體的是___（填字母）。

a．熔點(diǎn)為851℃ b．晶體中存在Na+、CO32-

c．可溶于水 d．晶體中存在離子鍵，共價(jià)鍵

（4）鈉、氧兩元素可形成兩種常見化合物，其中一種的晶胞如下圖所示（圖中微粒表示相應(yīng)的結(jié)構(gòu)微粒），則該氧化物的化學(xué)式為___，若晶胞參數(shù)為d pm，晶胞的密度為，則阿伏加德羅常數(shù)NA=___（用含d、的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5 洪特 N>O>C CO2 H2O CO2是非極性分子而水是極性分子，故CO2在水中溶解度較小，NH3是極性分子且能與水分子形成分子間氫鍵，故NH3在水中溶解度很大 X-射線衍射法 c Na2O

【解析】

（1）核外電子排布滿足能量最低原理、泡利不相容原理；N原子2p軌道上的電子處于半充滿狀態(tài)，第一電離能大于O；

（2）根據(jù)價(jià)電子對(duì)數(shù)判斷中心原子的雜化軌道類型；利用價(jià)電子互斥理論判斷分子空間構(gòu)型。分子間形成氫鍵可以增大溶解度，極性分子易溶于極性溶劑；

（3）X-射線衍射法可以判斷晶體和非晶體；溶解性與晶體類型無(wú)關(guān)。

（1）氯原子核外有17個(gè)電子，根據(jù)能量最低原理，基態(tài)氯原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5，電子在同一能級(jí)上自旋方向相同是由洪特規(guī)則確定的。N原子2p軌道上的電子處于半充滿狀態(tài)，第一電離能大于O，元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C。

（2）H2O、CO2、NH3三種分子中，中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為4個(gè)、2個(gè)、4個(gè)，故中心原子雜化軌道類型分別為sp3、sp、sp3。水分子是V形分子。NH3可與水分子間形成氫鍵，從而使其溶解度很大；CO2是非極性分子而水是極性分子，故CO2在水中溶解度小。

（3）判斷固體是晶體還是非晶體最可靠的方法是X-射線衍射法。離子晶體熔點(diǎn)較高，由離子構(gòu)成，含有離子鍵，由于許多分子晶體也可溶于水，故c項(xiàng)符合題意。

（4）由圖及均攤原理知，晶胞中氧離子數(shù)是 、鈉離子的數(shù)目是8，故化學(xué)式為Na2O，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)“Na2O”組成微粒，晶胞的體積為d310-30 cm3，晶胞的質(zhì)量為，，。