Question

13．工业上，可以由下列反应合成三聚氰胺：
CaO+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaC₂+CO↑；
CaC₂+N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaCN₂+C；
CaCN₂+2H₂O=NH₂CN+Ca（OH）₂
NH₂CN与水反应生成尿素[CO（NH₂）₂]，再由尿素合成三聚氰胺．
（1）写出与Ca在同一周期的Cu原子的基态电子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹．
（2）写出CaC₂中阴离子C₂^2-的一种等电子体的化学式N₂、CO、CN^-等任写一个．
（3）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．
（4）三聚氰胺俗称“蛋白精”，其结构为 ．其中氮原子的杂化方式有sp²、sp³．
（5）CaO晶胞如图所示，CaO晶体中与O^2-距离最近的O^2-的个数为12．CaO晶体的熔点比NaCl晶体的熔点高的主要原因是CaO晶体中Ca²⁺、O^2-的电荷数比NaCl晶体中Na⁺、Cl^-大，CaO晶体的晶格能大．

Answer 1

分析 （1）Cu原子核外电子数为29，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）原子总数相同、价电子总数（或电子总数）相同的微粒互为等电子体；
（3）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，单键是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键；
（4）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；
（5）以面心O^2-研究，与之最近的O^2-位于面心和顶角；电荷越大、半径越小，晶格能越大，离子晶体的熔点越高，电荷为主要影响原因．

解答 解：（1）Cu原子核外电子数为29，核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案为：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）原子总数相同、价电子总数（或电子总数）相同的微粒互为等电子体，与C₂^2-的一种等电子体的化学式为：N₂、CO、CN^-等，故答案为：N₂、CO、CN^-等任写一个；
（3）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，单键是σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，所以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；
（4）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；
（5）以面心O^2-研究，与之最近的O^2-位于面心和顶角，故与之最近的O^2-共有4×3=12；
CaO晶体的熔点比NaCl晶体的熔点高的主要原因是：CaO晶体中Ca²⁺、O^2-的电荷数比NaCl晶体中Na⁺、Cl^-大，CaO晶体的晶格能大，
故答案为：12；CaO晶体中Ca²⁺、O^2-的电荷数比NaCl晶体中Na⁺、Cl^-大，CaO晶体的晶格能大．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、化学键、杂化方式判断、晶胞计算、离子晶体熔沸点比较等，是对学生综合能力的考查，难度中等．