Question

（2013?濟寧二模）已知尿素的結構式為：尿素可用于制有機鐵肥，主要代表物有三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ），化學式為[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃．
（1）基態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，原因為

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

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

12

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

234

ρNA

cm³．

Answer 1

分析：（1）Fe原子核外電子數為26，原子形成陽離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級高低失去電子，能級越高越容易失去；
同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，N元素原子的2p能級有3個電子，為半滿穩定狀態，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）由尿素的結構可知，尿素分子中N原子成3個單鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為4，據此判斷；
（3）排斥力：孤對電子-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、面心為鈉離子，則體心、棱中心為氯離子，則根據均攤法計算晶胞中含有鈉離子、氯離子數目，再根據摩爾質量確定晶胞的質量，利用V=

m

ρ

計算晶胞的體積．

解答：解：（1）Fe原子核外有26個電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，Fe原子失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺，Fe³⁺電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，N元素原子的2p能級有3個電子，為半滿穩定狀態，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）由尿素的結構可知，尿素分子中N原子成3個單鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數為4，N原子采取sp³雜化，故答案為：sp³；
（3）NH₃中N原子含有1對孤對電子，NH⁺₄中N原子沒有孤對電子，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對孤對電子，NH⁺₄中N原子沒有孤對電子，NH⁺₄中N-H鍵之間的排斥力較小；
（4）①以頂點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，鍵晶胞補全可知，有3層每各有4個二氧化碳分子，故之最近的二氧化碳分子有4×3=12，
故答案為：12；
②若頂點、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目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，氯離子數目為1+12×

1

4

=4，故晶胞中相當于含有4個“NaCl”分子，晶胞質量為

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

．

點評：本題考查核外電子排布規律、雜化軌道理論、價層電子對互斥理論、晶胞計算等，（4）中計算晶胞的體積為易錯點，掌握氯化鈉晶胞結構是關鍵，注意識記常見物質的晶胞結構．