Question

【题目】毒奶粉中发现的化工原料三聚氰胺可以由下列反应合成：CaO＋3C CaC2＋CO↑，CaC2＋N2 CaCN2＋C，CaCN2＋2H2O=NH2CN＋Ca(OH)2，NH2CN与水反应生成尿素[CO(NH2)2]，尿素合成三聚氰胺。

（1）写出与Ca在同一周期且未成对电子数最多的基态原子的电子排布式：___________；CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有N2O，由此可以推知CN22-的空间构型为________。

（2）1mol尿素分子[CO（NH2）2]中含有的π键与σ键的数目之比为_______；

（3）三聚氰胺俗称“蛋白精”，其结构为。其中氮原子的杂化方式有_____________。

（4）CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca2＋的配位数为______，Ca2＋采取的堆积方式为____________，其中O2-处于Ca2＋堆积形成的八面体空隙中；已知CaO晶体的密度为ρ，求晶胞中距离最近的两个钙离子之间的距离_____________（列出计算式）；

（5）配位化合物K3[Fe(CN)n]遇亚铁离子会产生蓝色沉淀，因此可用于检验亚铁离子，已知铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14，求n=_____。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 直线形 1:7 sp2、sp3 6 面心立方最密堆积 6

【解析】

(1)Ca位于第四周期，在第四周期，未成对电子数最多的基态原子的3d和4s能级应该都是半充满；根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算判断CN22-的空间构型；

(2)CO(NH2)2中C原子与氧原子之间形成C=O双键，C原子与N原子之间形成2个C-N单键，N原子与H原子之间共形成4个N-H键；

(3)分子的环中N原子形成2个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，氨基中N原子形成3个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4；

(4)根据CaO晶胞的结构可知，以顶点上的钙离子为例，每个钙离子周围距离最近的氧离子位于晶胞棱边的中点；钙离子分布在晶胞的顶点和面心上；CaO2晶胞中距离最近的两个钙离子间的距离为面对角线的一半，根据晶胞的密度及晶胞中所含离子数目可求得晶胞的体积，进而求得晶胞的边长，再求得两个钙离子之间的距离；

(5)在配位化合物K3[Fe(CN)n]中每个配体可以提供一对电子，而铁原子最外层有2个电子，据此计算。

(1)与Ca在同一周期且未成对电子数最多的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；CN22-离子价层电子对个数=2+×(4+2-2×3)=2，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论知空间构型为直线形；故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；直线形；

(2)CO(NH2)2中C原子与氧原子之间形成C=O双键，C原子与N原子之间形成2个C-N单键，N原子与H原子之间共形成4个N-H键，1mol 尿素分子[CO(NH2)2]中含有的π键与σ键的数目之比为1:7，故答案为：1:7；

(3)的环中N原子形成2个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化，氨基中N原子形成3个σ键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为：sp2、sp3；

(4)根据CaO晶胞的结构可知，以顶点上的钙离子为例，每个钙离子周围距离最近的氧离子位于晶胞棱边的中点，这样的离子有6个；钙离子分布在晶胞的顶点和面心上，所以钙离子的堆积方式为面心立方最密堆积；在CaO晶胞中钙离子数为8×+6×=4，氧离子数为12×+1=4，所以晶胞的体积为cm3，晶胞的边长为cm，所以距离最近的两个钙离子间的距离为面对角线的一半即为×cm，故答案为：6；面心立方最密堆积；×；

(5)在配位化合物K[Fe(CN)n]中每个配体可以提供一对电子，而铁原子最外层有2个电子，根据铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14，可得2+2n=14，所以n=6，故答案为：6。