Question

【題目】三聚氰胺俗稱“蛋白精”，工業上通過下列流程合成三聚氰胺。請回答下列問題：

（1）基態Ca原子的電子排布式：___________________；CaC2的電子式__________。

（2）尿素分子中所含除氫以外元素第一電離能由小到大的順序為________________。

（3）CaCN2中陰離子為CN22－，與CN22－互為等電子體的分子有N2O和________(填化學式)，由此可以推知CN22－的空間構型為__________________。

（4）三聚氰胺分子中碳原子的雜化方式為_____，分子中處于同一平面的氮原子有______個。

（5）動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸后，三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過________ 結合，在腎臟內易形成結石。

（6）CaO晶胞如圖所示，CaO晶體中Ca2+的配位數為______________，已知CaO晶體的密度ρ，用NA表示阿伏伽德羅常數，求晶胞中距離最近的兩個鈣離子之間的距離______________（用含ρ、NA代數式表示）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p64s2或[Ar] 4s2 C O N CO2 直線形 sp2 3 分子間氫鍵 6

【解析】試題分析：（1）根據核外電子排布規律書寫；碳化鈣是離子化合物，據此書寫電子式。

（2）根據影響第一電離能的因素分析。

（3）根據等電子體的含義分析；互為等電子體的空間構型相同；

（4）根據三聚氰胺的結構簡式判斷雜化方式和共面的原子；

（5）根據氮原子容易形成氫鍵分析；

（6）依據晶胞結構，借助于均攤法分析、判斷和進行有關計算。

解析：（1）鈣的原子序數是20，其基態原子的電子排布式是1s22s22p63s23p64s2或[Ar] 4s2；碳化鈣是離子化合物，電子式為。

（2）氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，其第一電離能大于氧元素，則第一電離能大小順序是C＜O＜N。

（3）原子數和價電子數分別都相等的是等電子體，則與CN22－互為等電子體的分子有N2O和CO2，CO2是直線形結構，由此可以推知CN22－的空間構型為直線形；

（4）在三聚氰胺中碳形成4個共價鍵，屬于sp3雜化；在三聚氰胺中，氨基中的N原子為sp3雜化，為三角錐構型；N、H原子不會在同一平面上，所以分子中處于同一平面的氮原子有3個；

（5）由于N原子半徑小，元素的非金屬性強，分子內容易形成氫鍵，在腎臟內易形成結石。

（6）根據CaO的結構可知，在晶胞中每個Ca2+周圍有6個O2-，配位數是6；在CaO晶體的一個晶胞中含有Ca2+：8×1/8+6×1/2=4，含有O2-:12×1/4+1=4。即一個晶胞中含有4個CaO。晶胞中最近的兩個Ca2+的距離為在晶胞面對角線的一半。假設晶胞的邊長為a，則，所以，則晶胞中最近的兩個Ca2+的距離為L=。