Question

【题目】铀是原子反应堆的原料，常见铀的化合物有UF4、UO2及(NH4)4[UO2(CO3)3]等。回答下列问题：

（1）UF4用Mg或Ca还原可得金属铀。金属铀的一种堆积方式为体心立方堆积，该堆积方式的空间利用率为__________________；基态钙原子核外电子排布式为_________________；熔点：MgO（2852℃）高于CaO（2614℃），其原因是_____________________________。

（2）。NH4HF2中所含作用力有____________（填字母）。

a. 氢键 b. 配位键 c. 共价键 d. 离子键 e. 金属键

（3）已知： .

①NH4+ 的空间构型为___________，与NH4+ 互为等电子体的分子或离子有_____（写两种）

②CO32- 中碳原子杂化轨道类型为______________________。

③分解产物中属于非极性分子的是_____________________（填字母）。

a. NH3 b. CO2 c. N2 d. H2O

（4）UO2 的晶胞结构及晶胞参数如下图所示：

①晶胞中U的配位数为_________________。

②UO2 的密度为__________g·cm-3（列出计算式即可，用NA表示阿伏伽德罗常数的值）。

Answer 1

【答案】 68% 或[Ar]4s2 CaO和MgO均为离子晶体，MgO的晶格能大于CaO，故MgO晶体的熔点高 abcd 正四面体 CH4、BH4-、BeH42-、AlH4-、SiH4及GeH4等 sp2 bc 8

【解析】（1）根据不同堆积方式的空间利用率可知，体心立方堆积空间利用率为68%；Ca是20号元素，原子核外电子数为20，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2；CaO和MgO都是离子晶体，且离子的电荷数相等，但镁离子的半径比钙离子的半径小，镁离子对氧离子的作用比钙离子强，因此氧化镁的晶格更加牢固，晶格能更大，故MgO晶体的熔点高于CaO。

（2）NH4HF2中NH4+与HF2-之间为离子键，N-H为(极性)共价键、配位键，HF2-的结构式为[F-HF]-，含有（极性）共价键和氢键；故选abcd。

（3）①NH4+中价层电子对个数是4且不含孤电子对，为sp3 杂化，四个N-H键的键能、键长及键角均相同，空间构型为正四面体；原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体，NH4+共有5个原子，8个价电子，与其互为等电子体的分子或离子有：CH4、BH4-、BeH42-、AlH4-、SiH4及GeH4等。②CO32-中σ键个数=配原子个数=3，，且不含孤电子对，所以C原子采用sp2杂化。③NH3为极性键构成的三角锥型分子，结构不对称，是极性分子；CO2呈直线型，结构对称，是非极性分子；N2为非极性键组成的双原子分子，结构对称，是非极性分子；H2O为极性键构成的V型分子，是极性分子；故选bc。

（1）①晶胞不是孤立的，在UO2晶胞中每个U4+连接4个氧离子，但在下面一个晶胞中又连接4个氧离子，所以其配位数为8。②用均摊法可求得平均每个晶胞中U4+个数为：8×+6×=4，O2-个数为8，晶胞质量为：m=g=g，晶胞体积为：V=a3=(5.455×10-10m)3=(5.455×10-8cm)3，则UO2的密度为：ρ=m/V=g·cm-3。