Question

【題目】侯氏制堿法又稱聯合制堿法，是我國化學工程專家侯德榜于1943年發明的。此方法具有食鹽利用率高、對環境的污染少、生產成本低等優點。其制備中涉及如下兩個反應：NaC1+H2O+CO2+NH3===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

（1）基態氯原子的電子排布式為___，基態氮原子最高能級上電子自旋方向均相同，這是由____規則（原理）確定的，C、N、O三種元素第一電離能由大到小的順序為____。

（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___，下列事實不能支持Na2CO3的晶體類型為離子晶體的是___（填字母）。

a．熔點為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（圖中微粒表示相應的結構微粒），則該氧化物的化學式為___，若晶胞參數為d pm，晶胞的密度為，則阿伏加德羅常數NA=___（用含d、的代數式表示）。

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，第一電離能大于O；

（2）根據價電子對數判斷中心原子的雜化軌道類型；利用價電子互斥理論判斷分子空間構型。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關。

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

（2）H2O、CO2、NH3三種分子中，中心原子的價層電子對數分別為4個、2個、4個，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。離子晶體熔點較高，由離子構成，含有離子鍵，由于許多分子晶體也可溶于水，故c項符合題意。

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