题目内容

已知尿素的结构式为: 尿素可用于制有机铁肥,主要代表物有三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),化学式为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。

(1)基态Fe3+的核外电子排布式为                 ;C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是          。

(2)尿素分子中N原子的杂化方式是          。

(3)NH+4中H—N—H键角比NH3中H—N—H键角大,原因为              。

(4)CO2和NH3是工业上制备尿素的重要原料,固态CO2(干冰)的晶胞结构如右图所示。

①1个CO2分子周围等距离且距离最近的CO2分子有           个。

②NaCl晶胞也为面心立方结构,已知NaCl晶体密度为 g·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数,则NaCl晶胞体积为       cm3

 

【答案】

(8份)(1)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(2分)  N>O>C(2分)  (3)sp3(1分)

(4)NH3中N原子上有1对孤对电子,NH+4中N原子上没有孤对电子,排斥力较小(1分)

(4)①12(1分)  ②(1分)

【解析】

试题分析:(1)Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+,Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,N元素原子的2p能级有3个电子,为半满稳定状态,能量降低,失去电子需要的能量较高,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能N>O>C。

(2)由尿素的结构式可知,尿素分子中N原子成3个单键,含有1对孤对电子,杂化轨道数为4,因此N原子采取sp3杂化。

(3)NH3中N原子上含有1对孤对电子,NH+4中N原子上没有孤对电子,因此NH+4中N-H键之间的排斥力较小,故NH+4中H-N-H键角大。

(4)①以顶点的二氧化碳分子为中心,与之最近的二氧化碳分子位于面心上。则每个晶胞中含有3个CO2分子。由于每个顶点可以形成8个相同的立方体,其中每个面被2个立方体共用,所以与之最近的二氧化碳分子有(8×3)÷2=12。

②若顶点、面心为钠离子,则体心、棱中心为氯离子,则晶胞中含有的钠离子数目为8×+6×=4个,氯离子数目是1+12×=4个,故晶胞中相当于含有4个“NaCl”分子,晶胞质量为,NaCl晶体密度为ρg•cm-3,故晶胞的体积为÷ρg•cm-3= cm3。

考点:考查核外电子排布规律、杂化轨道理论、第一电离能比较、价层电子对互斥理论、晶胞结构与晶胞体积的计算等

 

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