Question

尿素（H₂NCONH₂）可用于制有機鐵肥，主要代表有[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃[三硝酸六尿素合鐵（Ⅲ）]．
（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C、N原子的雜化方式分別是

sp²、sp³

．
（3）[Fe（H₂NCONH₂）₆]（NO₃）₃中“H₂NCONH₂”與Fe（Ⅲ）之間的作用力是

配位鍵

．與NO₃^-互為等電子體的一種化合物是

SO₃等

（寫化學式）．
（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．
②銅金合金的晶胞結構與干冰相似，若頂點為Au、面心為Cu，則銅金合金晶體中Au與Cu原子數之比為是

1：3

．

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）由尿素的結構式可知，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，C原子成2個C-N鍵、1個C=O鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，據此判斷；
（3）Fe（Ⅲ）有空軌道，尿素分子中N原子含有孤對電子，二者形成配位鍵；
原子總數相等，價電子總數相等的微粒為等電子體，利用代換法書寫；
（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根據均攤法計算晶胞中含有Au、Cu原子數目，據此計算．

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）由尿素分子的結構式可知，尿素分子中C原子成2個C-N鍵、1個C=O鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為3，C原子采取sp²雜化，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：sp²、sp³；
（3）Fe（Ⅲ）有空軌道，其配位體數目為6，O原子提供孤對電子，H₂NCONH₂與Fe（Ⅲ）之間形成配位鍵，N原子最外層電子數為5，將N原子及1個單位負電荷，可以替換為S原子，故SO₃與NO₃^-互為等電子體，
故答案為：配位鍵；SO₃等；
（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，將晶胞補全可知，有3層每各有4個二氧化碳分子與之最近，故之最近的二氧化碳分子有4×3=12，
故答案為：12；
②若頂點為Au、面心為Cu，晶胞中含有Au原子數目為8×

1

8

=1，晶胞中含有Cu原子數目為6×

1

2

=3，則銅金合金晶體中Au與Cu原子數之比為1：3，
故答案為：1：3．

點評：本題考查核外電子排布規律、雜化軌道理論、絡合物、晶胞計算等，難度中等，（3）中注意等電子體為原子總數相等，核外電子總數或價電子總數相等的微粒．