Question

12．工業上，可以由下列反應合成三聚氰胺：
CaO+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ CaC₂+CO↑；
CaC₂+N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaCN₂+C；CaCN₂+2H₂O=NH₂CN+Ca（OH）₂
NH₂CN與水反應生成尿素[CO（NH₂）₂]，再由尿素合成三聚氰胺．
（1）寫出與Ca在同一周期的Cu原子的基態電子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹．
（2）寫出CaC₂中陰離子C₂^2-的一種等電子體的化學式N₂、CO、CN^-等任寫一個．
（3）1mol 尿素分子[CO（NH₂）₂]中含有的π鍵與σ鍵的數目之比為1：7．
（4）三聚氰胺俗稱“蛋白精”，其結構為．其中氮原子的雜化方式有sp²、sp³．
（5）CaO晶胞如圖所示，CaO晶體中與O^2-距離最近的O^2-的個數為12．CaO晶體的熔點比NaCl晶體的熔點高的主要原因是CaO晶體中Ca²⁺、O^2-的電荷數比NaCl晶體中Na⁺、Cl^-大，CaO晶體的晶格能大．

Answer 1

分析 （1）Cu原子核外電子數為29，根據能量最低原理書寫核外電子排布式；
（2）原子總數相同、價電子總數（或電子總數）相同的微粒互為等電子體；
（3）CO（NH₂）₂中C原子與氧原子之間形成C=O雙鍵，C原子與N原子之間形成2個C-N單鍵，N原子與H原子之間共形成4個N-H鍵；
（4）環中N原子形成2個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為3，氨基中N原子形成3個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為4；
（5）以頂角O^2-研究，與之最近的O^2-位于面心，每個頂點為8故晶胞共用，每個面為兩個晶胞共用；
電荷越大、半徑越小，晶格能越大，離子晶體的熔點越高，電荷為主要影響原因．

解答 解：（1）Cu原子核外電子數為29，核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）原子總數相同、價電子總數（或電子總數）相同的微粒互為等電子體，與C₂^2-的一種等電子體的化學式為：N₂、CO、CN^-等，故答案為：N₂、CO、CN^-等任寫一個；
（3）CO（NH₂）₂中C原子與氧原子之間形成C=O雙鍵，C原子與N原子之間形成2個C-N單鍵，N原子與H原子之間共形成4個N-H鍵，1mol 尿素分子[CO（NH₂）₂]中含有的π鍵與σ鍵的數目之比為1：7，故答案為：1：7；
（4）環中N原子形成2個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為3，采取sp²雜化，氨基中N原子形成3個σ鍵，含有1對孤電子對，雜化軌道數目為4，采取sp³雜化，故答案為：sp²、sp³；
（5）以頂角O^2-研究，與之最近的O^2-位于面心，每個頂點為8故晶胞共用，每個面為兩個晶胞共用，故與之最近的O^2-共有$\frac{3×8}{2}$=12；
CaO晶體的熔點比NaCl晶體的熔點高的主要原因是：CaO晶體中Ca²⁺、O^2-的電荷數比NaCl晶體中Na⁺、Cl^-大，CaO晶體的晶格能大，
故答案為：12；CaO晶體中Ca²⁺、O^2-的電荷數比NaCl晶體中Na⁺、Cl^-大，CaO晶體的晶格能大．
電荷越大、半徑越小，晶格能越大，離子晶體的熔點越高．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、化學鍵、雜化方式判斷、晶胞計算、離子晶體熔沸點比較等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．