Question

（2013?濟(jì)寧二模）已知尿素的結(jié)構(gòu)式為：尿素可用于制有機(jī)鐵肥，主要代表物有三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ），化學(xué)式為[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃．
（1）基態(tài)Fe³⁺的核外電子排布式為

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

；C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是

N＞O＞C

．
（2）尿素分子中N原子的雜化方式是

sp³

．
（3）NH⁺₄中H-N-H鍵角比NH₃中H-N-H鍵角大，原因?yàn)?!--BA-->

NH₃中N原子含有1對(duì)孤對(duì)電子，NH⁺₄中N原子沒有孤對(duì)電子，NH⁺₄中N-H鍵之間的排斥力較小

．
（4）CO₂和NH₃是工業(yè)上制備尿素的重要原料，固態(tài)CO₂（干冰）的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．
①1個(gè)CO₂分子周圍等距離且距離最近的CO₂分子有

12

個(gè)．
②NaCl晶胞也為面心立方結(jié)構(gòu)，已知NaCl晶體密度為ρg?cm^-3N_A表示阿伏加德羅常數(shù)，則NaCl晶胞體積為

234

ρNA

cm³．

Answer 1

分析：（1）Fe原子核外電子數(shù)為26，原子形成陽(yáng)離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級(jí)高低失去電子，能級(jí)越高越容易失去；
同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，N元素原子的2p能級(jí)有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，失去電子需要的能量較高，第一電離能高于同周期相鄰元素；
（2）由尿素的結(jié)構(gòu)可知，尿素分子中N原子成3個(gè)單鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，據(jù)此判斷；
（3）排斥力：孤對(duì)電子-成鍵電子＞成鍵電子-成鍵電子，排斥力大，鍵角被壓縮；
（4）①以頂點(diǎn)的二氧化碳分子研究，與之最近的二氧化碳分子位于面心上；
②若頂點(diǎn)、面心為鈉離子，則體心、棱中心為氯離子，則根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中含有鈉離子、氯離子數(shù)目，再根據(jù)摩爾質(zhì)量確定晶胞的質(zhì)量，利用V=

m

ρ

計(jì)算晶胞的體積．

解答：解：（1）Fe原子核外有26個(gè)電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，F(xiàn)e原子失去4s能級(jí)2個(gè)電子、3d能級(jí)1個(gè)電子形成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，N元素原子的2p能級(jí)有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量降低，失去電子需要的能量較高，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；N＞O＞C；
（2）由尿素的結(jié)構(gòu)可知，尿素分子中N原子成3個(gè)單鍵，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，N原子采取sp³雜化，故答案為：sp³；
（3）NH₃中N原子含有1對(duì)孤對(duì)電子，NH⁺₄中N原子沒有孤對(duì)電子，NH⁺₄中N-H鍵之間的排斥力較小，故NH⁺₄中H-N-H鍵角大，故答案為：NH₃中N原子含有1對(duì)孤對(duì)電子，NH⁺₄中N原子沒有孤對(duì)電子，NH⁺₄中N-H鍵之間的排斥力較��；
（4）①以頂點(diǎn)的二氧化碳分子研究，與之最近的二氧化碳分子位于面心上，鍵晶胞補(bǔ)全可知，有3層每各有4個(gè)二氧化碳分子，故之最近的二氧化碳分子有4×3=12，
故答案為：12；
②若頂點(diǎn)、面心為鈉離子，則體心、棱中心為氯離子，則晶胞中含有的鈉離子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，氯離子數(shù)目為1+12×

1

4

=4，故晶胞中相當(dāng)于含有4個(gè)“NaCl”分子，晶胞質(zhì)量為

4×58.5g

NA

，NaCl晶體密度為ρg?cm^-3，故晶胞的體積為

4×58.5g NA

ρg?cm-3

=

234

ρNA

cm³，故答案為：

234

ρNA

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布規(guī)律、雜化軌道理論、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、晶胞計(jì)算等，（4）中計(jì)算晶胞的體積為易錯(cuò)點(diǎn)，掌握氯化鈉晶胞結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵，注意識(shí)記常見物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)．