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第 2 题

(a) 在 NaCl 晶体中，NaX+\ce{Na+} 与 ClX−\ce{Cl-} 各自构成面心立方晶格；离子半径 r(NaX+)=0.102r(\ce{Na+}) = 0.102 nm、r(ClX−)=0.181r(\ce{Cl-}) = 0.181 nm。给出每个晶胞中 NaX+\ce{Na+} 与 ClX−\ce{Cl-} 的数目、配位数，并计算晶体密度。(b) 由 Born\–Haber 数据 \— ΔfH(NaCl(s))=−411\Delta_fH(\ce{NaCl(s)}) = -411, ΔsubH(Na)=+109\Delta_{sub}H(\ce{Na}) = +109, IE(Na)=+496IE(\ce{Na}) = +496, D(ClX2)=+242D(\ce{Cl2}) = +242, EA(Cl)=−349EA(\ce{Cl}) = -349 kJ mol−1^{-1} \— 写出生成步骤与直接解离 NaCl(s)→NaX+(g)+ClX−(g)\ce{NaCl(s) -> Na+(g) + Cl-(g)} 的方程式，并计算晶格生成焓。(c) Solvay 法通过循环实现 2 NaCl+CaCOX3→NaX2COX3+CaClX2\ce{2NaCl + CaCO3 -> Na2CO3 + CaCl2}：CaCOX3→ΔA+B\ce{CaCO3 ->[\Delta] A + B}；NaCl+NHX3+B+HX2O→C+D\ce{NaCl + NH3 + B + H2O -> C + D}；2 C→ΔNaX2COX3+HX2O+B\ce{2C ->[\Delta] Na2CO3 + H2O + B}；A+HX2O→E\ce{A + H2O -> E}；E+2 D→CaClX2+2 HX2O+2 NHX3\ce{E + 2D -> CaCl2 + 2H2O + 2NH3}。确定化合物 A\–E。
第 3/3 步：Solvay 中间体
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直观理解

氨是类似催化剂的可循环试剂：它推动 NaHCOX3\ce{NaHCO3} 沉淀析出，又由 Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2} 重新释放。

A=CaO,B=COX2,C=NaHCOX3,D=NHX4Cl,E=Ca(OH)X2A = \ce{CaO},\quad B = \ce{CO2},\quad C = \ce{NaHCO3},\quad D = \ce{NH4Cl},\quad E = \ce{Ca(OH)2}
分析

煅烧得 CaO\ce{CaO} 与 COX2\ce{CO2}；向盐水中通入 COX2\ce{CO2} 和 NHX3\ce{NH3} 析出 NaHCOX3\ce{NaHCO3}，余下 NHX4Cl\ce{NH4Cl}；加热 NaHCOX3\ce{NaHCO3} 再生 COX2\ce{CO2} 并得到 NaX2COX3\ce{Na2CO3}；CaO 消化得 Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2}，后者分解 NHX4Cl\ce{NH4Cl} 回收 NHX3\ce{NH3}。