Question

2015年8月12号接近午夜时分，天津滨海新区一处集装箱码头发生爆炸。发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品，爆炸火光震天，并产生巨大蘑菇云。根据掌握的信息分析，装箱区的危险化学品可能有钾、钠、氯酸钠、硝酸钾、烧碱，硫化碱、硅化钙、三氯乙烯、氯碘酸等。运抵区的危险化学品可能有环己胺、二甲基二硫、甲酸、硝酸铵、氰化钠、4，6-二硝基苯-邻仲丁基苯酚等。

回答下列问题：

（1）在组成NH₄NO₃、NaCN两种物质的元素中第一电离能最大的是__________（填元素符号），解释原因_____________________________________________

（2）二甲基二硫和甲酸中，在水中溶解度较大的是       （填名称），原因是_______；烧碱所属的晶体类型为______；硫化碱（Na₂S）的S^2-的基态电子排布式是____________。

（3）硝酸铵中，NO₃^-的立体构型为     ，中心原子的杂化轨道类型为__________

（4）1mol化合物NaCN中CN^-所含的π键数为______，与CN^-互为等电子体的分子有              。（CN）₂又称为拟卤素，实验室可以用氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得，写成该制备的化学方程式___________。

（5）钠钾合金属于金属晶体，其某种合金的晶胞结构如图所示。合金的化学式为____________；晶胞中K 原子的配位数为      ；已知金属原子半径r（Na）=186pm、r（K）=227pm，计算晶体的空间利用率 ________（列出计算式，不需要计算出结果）。

Answer

（1）N；同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素，故第一电离能最大的是N元素

（2）甲酸；甲酸与水形成氢键，而二甲基二硫与水分子间只有范德华力；离子晶体；1s2s22p63s23p6

（3）平面三角形；sp2

（4）2NA；CO或N2；2NaCN+MnO2+2H2SO4(浓)(CN)2+Na2SO4+MnSO4+2H2O

（5）KNa3（或Na3K）；6；×100%（或其他合理答案均可）

【解析】

试题分析：（1）同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素的，故NH4NO3、NaCN两种物质的元素中第一电离能最大的是N。

故答案为：N；同周期元素第一电离能自左而右呈增大趋势，同主族自上而下元素第一电离能逐渐减小，但N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能高于氧元素，故第一电离能最大的是N元素；

（2）甲酸与水形成氢键，而二甲基二硫不能，二甲基二硫与水分子间只有范德华力，故二甲基二硫和甲酸中溶解度较大的是甲酸；烧碱由钠离子和氢氧根构成，所以烧碱是离子晶体，S2-离子核外有18个电子，其基态电子排布式为1s2s22p63s23p6。

故答案为：甲酸；甲酸与水形成氢键，而二甲基二硫与水分子间只有范德华力；离子晶体；1s2s22p63s23p6；

（3）NO3-离子中氮原子的孤电子对数==0，价层电子对数=3+0=3，所以NO3-立体构型为平面三角形，中心原子氮原子的杂化轨道类型sp2。

故答案为：平面三角形；sp2；

（4）原子序数相等、价电子总数也相等的微粒互为电子，CN-与N2互为等电子体，二者结构相似，CN-中含有C≡N三键，三键中含有1个σ键、2个π键数，所以1mol化合物NaCN中CN-所含的π键数为2NA，CN-中含有两个原子、10个价电子，与CN-互为等电子体的分子有CO、N2，

根据制取氯气的反应可知，氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得(CN)2，反应化学方程式为：2NaCN+MnO2+2H2SO4(浓)(CN)2+Na2SO4+MnSO4+2H2O。

故答案为：2NA；CO或N2；2NaCN+MnO2+2H2SO4(浓)(CN)2+Na2SO4+MnSO4+2H2O；

（5）晶胞中，钠原子数为12×=3，钾原子数为8×=1，所以合金的化学式为KNa3，

根据晶胞图可知，每个K 原子周围有6个钠原子，所以晶胞中K 原子的配位数为6，

晶胞中钠原子和钾原子体积之和为π[（186pm）3×3+（227pm）3]，晶胞的边长为钠原子和钾原子的直径之和为2×（186pm+227pm），所以晶胞的体积为（2×186pm+2×227pm）3，晶体的空间利用率为=×100%。

故答案为：KNa3（或Na3K）；6；×100%（或其他合理答案均可）。

【考点定位】晶胞的计算；元素电离能、电负性的含义及应用；配合物的成键情况；原子轨道杂化方式及杂化类型的判断。

【名师点睛】