Question

【題目】毒奶粉中發現的化工原料三聚氰胺可以由下列反應合成：CaO＋3C CaC2＋CO↑，CaC2＋N2 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在同一周期且未成對電子數最多的基態原子的電子排布式：___________；CaCN2中陰離子為CN22-，與CN22-互為等電子體的分子有N2O，由此可以推知CN22-的空間構型為________。

（2）1mol尿素分子[CO（NH2）2]中含有的π鍵與σ鍵的數目之比為_______；

（3）三聚氰胺俗稱“蛋白精”，其結構為。其中氮原子的雜化方式有_____________。

（4）CaO晶胞如圖所示，CaO晶體中Ca2＋的配位數為______，Ca2＋采取的堆積方式為____________，其中O2-處于Ca2＋堆積形成的八面體空隙中；已知CaO晶體的密度為ρ，求晶胞中距離最近的兩個鈣離子之間的距離_____________（列出計算式）；

（5）配位化合物K3[Fe(CN)n]遇亞鐵離子會產生藍色沉淀，因此可用于檢驗亞鐵離子，已知鐵原子的最外層電子數和配體提供電子數之和為14，求n=_____。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 直線形 1:7 sp2、sp3 6 面心立方最密堆積 6

【解析】

(1)Ca位于第四周期，在第四周期，未成對電子數最多的基態原子的3d和4s能級應該都是半充滿；根據價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數計算判斷CN22-的空間構型；

(2)CO(NH2)2中C原子與氧原子之間形成C=O雙鍵，C原子與N原子之間形成2個C-N單鍵，N原子與H原子之間共形成4個N-H鍵；

(3)分子的環中N原子形成2個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為3，氨基中N原子形成3個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為4；

(4)根據CaO晶胞的結構可知，以頂點上的鈣離子為例，每個鈣離子周圍距離最近的氧離子位于晶胞棱邊的中點；鈣離子分布在晶胞的頂點和面心上；CaO2晶胞中距離最近的兩個鈣離子間的距離為面對角線的一半，根據晶胞的密度及晶胞中所含離子數目可求得晶胞的體積，進而求得晶胞的邊長，再求得兩個鈣離子之間的距離；

(5)在配位化合物K3[Fe(CN)n]中每個配體可以提供一對電子，而鐵原子最外層有2個電子，據此計算。

(1)與Ca在同一周期且未成對電子數最多的基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；CN22-離子價層電子對個數=2+×(4+2-2×3)=2，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論知空間構型為直線形；故答案為：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；直線形；

(2)CO(NH2)2中C原子與氧原子之間形成C=O雙鍵，C原子與N原子之間形成2個C-N單鍵，N原子與H原子之間共形成4個N-H鍵，1mol 尿素分子[CO(NH2)2]中含有的π鍵與σ鍵的數目之比為1:7，故答案為：1:7；

(3)的環中N原子形成2個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為3，采取sp2雜化，氨基中N原子形成3個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為4，采取sp3雜化，故答案為：sp2、sp3；

(4)根據CaO晶胞的結構可知，以頂點上的鈣離子為例，每個鈣離子周圍距離最近的氧離子位于晶胞棱邊的中點，這樣的離子有6個；鈣離子分布在晶胞的頂點和面心上，所以鈣離子的堆積方式為面心立方最密堆積；在CaO晶胞中鈣離子數為8×+6×=4，氧離子數為12×+1=4，所以晶胞的體積為cm3，晶胞的邊長為cm，所以距離最近的兩個鈣離子間的距離為面對角線的一半即為×cm，故答案為：6；面心立方最密堆積；×；

(5)在配位化合物K[Fe(CN)n]中每個配體可以提供一對電子，而鐵原子最外層有2個電子，根據鐵原子的最外層電子數和配體提供電子數之和為14，可得2+2n=14，所以n=6，故答案為：6。