Question

14．可以由下列反應合成三聚氰胺：CaO+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaC₂+CO↑，CaC₂+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaCN₂+C，CaCN₂+2H₂O═NH₂CN+Ca（OH）₂，NH₂CN與水反應生成尿素[CO（NH₂）₂]，尿素合成三聚氰胺．
（1）寫出與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿電子的基態(tài)原子的價層電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²．CaCN₂中陰離子為CN₂^2-，與CN₂^2-互為等電子體的分子有N₂O和CO₂（填化學式），由此可以推知CN₂^2-的空間構(gòu)型為直線形．
（2）尿素分子中C原子采取sp²雜化．
（3）三聚氰胺（       ）俗稱“蛋白精”，三聚氰酸（        ）．

①三聚氰酸所含元素電負性由大到小的順序是O＞N＞C＞H，第一電離能（除氫外）由大到小的順序是：N＞O＞C．
②動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸后，三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過C結(jié)合，在腎臟
內(nèi)易形成結(jié)石．
A．共價鍵　　            B．離子鍵　            　C．分子間氫鍵
（4）CaO晶胞如圖所示，CaO晶體中Ca²⁺的配位數(shù)為6．
已知CaO晶體的密度為ρg/cm³，用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，求晶胞中距離最近的兩個鈣離子之間的距離$\sqrt{2}\root{3}{\frac{28}{ρ{N}_{A}}}$cm． CaO晶體和NaCl晶體的晶格能分別為CaO 3401kJ•mol^-1、NaCl 786kJ•mol^-1．導致兩者晶格能差異的主要原因是CaO晶體中Ca²⁺、O^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量．

Answer 1

分析 （1）與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿電子的基態(tài)原子是鋅，根據(jù)構(gòu)造原理寫出該原子的核外電子排布式；等電子體原子總數(shù)相等，價電子總數(shù)相同，根據(jù)二氧化碳的空間構(gòu)型確定CN₂^2-離子的空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論確定尿素的VSEPR模型，根據(jù)模型確定其雜化方式和分子空間結(jié)構(gòu)；
（3）①原子的得電子能力越強，其電負性的數(shù)值越大；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，據(jù)此判斷第一電離能大小順序；
②氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間；
（4）以鈣離子為中心，沿X、Y、Z三軸進行切割，從而確定鈣離子配位數(shù)；以鈣離子為中心，沿X、Y、Z三軸進行切割，從而確定鈣離子配位數(shù)；密度等于質(zhì)量除體積，摩爾質(zhì)量除阿佛加德羅常數(shù)等于一個分子的質(zhì)量，選擇CaO晶胞中的小立方體模型列式求解鈣離子間距；晶格能大小與離子帶電量成正比，與離子半徑成反比．

解答 解：（1）與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿電子的基態(tài)原子是鋅，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)的鋅原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；等電子體具有相同的價電子數(shù)、原子總數(shù)，結(jié)構(gòu)相似，二氧化碳分子是直線形，所以CN₂^2-離子的空間構(gòu)型是直線形．
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；CO₂；直線形；
（2）CO（NH₂）₂分子中中心原子C原子上含有三個σ鍵一個π鍵，所以空間構(gòu)型是平面三角形，碳原子采取sp²雜化，故答案為：sp²；
（3）①元素原子的得電子能力越強，則電負性越大，所以O＞N＞C；
同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，C、N、O元素處于同一周期且原子序數(shù)逐漸增大，N處于第VA族，所以第一電離能N＞O＞C，故答案為：O＞N＞C＞H；N＞O＞C；
②三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間能形成氫鍵，所以是通過分子間氫鍵結(jié)合，在腎臟內(nèi)易形成結(jié)石．
故答案為：C；
（4）以鈣離子為中心，沿X、Y、Z三軸進行切割，上下左右前后，結(jié)合圖片知，鈣離子的配位數(shù)是6，以鈣離子為中心，沿X、Y、Z三軸進行切割，從上圖可以看出，處于正方形對角線的兩個離子的間距最小，所以晶胞中距離最近的兩個鈣離子之間的距離d=$\sqrt{2}$a=$\sqrt{2}$×$\root{3}{\frac{56}{2ρ×{N}_{A}}}$=$\sqrt{2}\root{3}{\frac{28}{ρ{N}_{A}}}$；晶格能大小與離子帶電量成正比，CaO晶體中Ca²⁺、O^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量，導致的氧化鈣晶格能大于氯化鈉的晶格能，
故答案為：6；$\sqrt{2}\root{3}{\frac{28}{ρ{N}_{A}}}$；CaO晶體中Ca²⁺、O^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量．

點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識，難度不大，易錯點是配位數(shù)的確定，以一種微粒為中心，沿X、Y、Z三軸進行切割，從而確定配位數(shù)．