Question

【题目】[化学一选修3:物质结构与性质](15 分)

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。基态钙原子的核外电子排布式为__________________；熔点：MgO(2852℃)高于CaO(2614℃)，原因是_______________________________；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_______________________________。

(2)已知:2UO2+5NH4HF2 2UF4·NH4F+3NH3↑+ 4H2O↑，NH4HF2中含有的作用力是________(填选项字母)。

a.氢键 b.配位键 c.共价键 d.离子键 e.金属键

(3)已知:3[(NH4)4[UO2(CO3)3] 3UO2+10NH3 ↑+9CO2 ↑+N2 ↑+9H2O↑

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

②CO32-中碳原子的杂化轨道类型为___________________________。

③分解产物中属于非极性分子的是____________________(填选项字母)。

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

(4)UO2的晶胞结构及晶胞参数如图所示:

①晶胞中U 的配位数为__________________________。

②UO2晶体的密度为_____________g·cm-3(列出计算式即可。设NA表示阿伏加德罗常数的值)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p64s2(或[Ar]4s2) CaO和MgO均为离子晶体，MgO的晶格能大于CaO 68% abcd 正四面体 CH4、BH4-、BeH42-、AlH4-、SiH4、GeH4 sp2 bc 8 (4×270)/[NA×(5.455×10-8)3]

【解析】(1) CaO和MgO都是由活泼金属与活泼非金属组成的化合物，属于离子化合物，离子晶体的熔点由其晶格能大小决定，MgO的晶格能大于CaO，故熔点：MgO(2852℃)高于CaO(2614℃)；钙为20号元素，基态钙原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2；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68%；（2）NH4HF2中NH4+与HF2-间为离子键，H-N为极性共价键、配位键；HF2-的结构式为[F-HF]-含有氢键结构。答案选abcd；(3)①NH4+中的N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；等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或原子团，与NH4+互为等电子体的分子或离子有CH4、BH4-、BeH42-、AlH4-、SiH4、GeH4；②CO32-价层电子对数目为=3，碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化；③a、NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，故a错误；b、CO2中含有极性键，为直线形分子，结构对称，分子中正负电荷重心重叠，为非极性分子，故b正确；c、H2O中含有极性键，为V形分子，但结构不对称，属于极性分子，故c错误；d、H2O中含有极性键，为V形分子，但结构不对称，属于极性分子，故d错误；答案选bc；(4)①由晶胞的面心观察，可知U的配位数为8，O的配位数为4；②晶胞中U为，O为8，立方体体积为， 。