Question

16．[物质结构与性质]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]，尿素合成三聚氰胺．
（1）写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²．
（2）CaCN₂中阴离子为CN₂^2-，根据等电子原理，推知CN₂^2-离子的空间构型为直线形．
（3）尿素分子中C原子采取sp²杂化．1mol 尿素分子[CO（NH₂）₂]中含有的σ键的数目7mol．
（4）三聚氰胺（）俗称“蛋白精”．动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸（）后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过分子间氢键结合，在肾脏内易形成结石．
（5）CaO晶胞如图所示，CaO晶体中与Ca²⁺等距离最近的Ca²⁺的个数为12．CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为：CaO 3401kJ/mol、NaCl 786kJ/mol．导致两者晶格能差异的主要原因是CaO晶体中Ca²⁺、O^2-的带电量大于NaCl晶体中Na⁺、Cl^-的带电量．

Answer 1

分析 （1）与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子是锌，根据构造原理写出该原子的核外电子排布式；
（2）根据二氧化碳的空间构型确定CN₂^2-离子的空间构型；
（3）根据价层电子对互斥理论确定尿素的VSEPR模型，根据模型确定其杂化方式和分子空间结构；
（4）氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间；
（5）CaO晶胞中与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为3个，通过每个Ca²⁺可形成8个晶胞，每个Ca²⁺计算2次，所以与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为（8×3）÷2=12个；晶格能大小与离子带电量成正比，与离子半径成反比．

解答 解：（1）与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子是锌，根据构造原理，基态的锌原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（2）等电子体具有相同的价电子数、原子总数，结构相似，二氧化碳分子是直线形，所以CN₂^2-离子的空间构型是直线形，故答案为：直线形；
（3）CO（NH₂）₂分子中中心原子C原子上含有三个σ键一个π键，所以空间构型是平面三角形，碳原子采取sp²杂化，尿素分子的结构简式是，所以1mol 尿素分子[CO（NH₂）₂]中含有的σ键的数目7mol，故答案为：sp²；7mol；
（4）三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间能形成氢键，所以是通过分子间氢键结合，在肾脏内易形成结石，故答案为：分子间氢键；
（5）CaO晶胞中与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为3个，通过每个Ca²⁺可形成8个晶胞，每个Ca²⁺计算2次，所以与Ca²⁺离子最近且等距离的Ca²⁺离子数为（8×3）÷2=12个； 晶格能大小与离子带电量成正比，CaO晶体中Ca²⁺、O^2-的带电量大于NaCl晶体中Na⁺、Cl^-的带电量，导致的氧化钙晶格能大于氯化钠的晶格能，
故答案为：12；CaO晶体中Ca²⁺、O^2-的带电量大于NaCl晶体中Na⁺、Cl^-的带电量．

点评 本题考查了物质结构知识，涉及核外电子排布、分子空间构型、杂化原理、配合物的计算等，难度一般，易错点是配位数的确定，以一种微粒为中心，沿X、Y、Z三轴进行切割，从而确定配位数．