Question

已知尿素的结构式为： 尿素可用于制有机铁肥，主要代表物有三硝酸六尿素合铁（Ⅲ），化学式为［Fe（H₂NCONH₂）₆］（NO₃）₃。

（1）基态Fe³⁺的核外电子排布式为                 ；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是          。

（2）尿素分子中N原子的杂化方式是          。

（3）NH⁺₄中H—N—H键角比NH₃中H—N—H键角大，原因为              。

（4）CO₂和NH₃是工业上制备尿素的重要原料，固态CO₂（干冰）的晶胞结构如右图所示。

①1个CO₂分子周围等距离且距离最近的CO₂分子有           个。

②NaCl晶胞也为面心立方结构，已知NaCl晶体密度为 g·cm^-3，N_A表示阿伏加德罗常数，则NaCl晶胞体积为       cm³

Answer

（8份）（1）1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）（2分）  N＞O＞C（2分）  （3）sp3（1分）

（4）NH3中N原子上有1对孤对电子，NH+4中N原子上没有孤对电子，排斥力较小（1分）

（4）①12（1分）  ②（1分）

【解析】

试题分析：（1）Fe原子核外有26个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+，Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p能级有3个电子，为半满稳定状态，能量降低，失去电子需要的能量较高，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C。

（2）由尿素的结构式可知，尿素分子中N原子成3个单键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，因此N原子采取sp3杂化。

（3）NH3中N原子上含有1对孤对电子，NH+4中N原子上没有孤对电子，因此NH+4中N－H键之间的排斥力较小，故NH+4中H－N－H键角大。

（4）①以顶点的二氧化碳分子为中心，与之最近的二氧化碳分子位于面心上。则每个晶胞中含有3个CO2分子。由于每个顶点可以形成8个相同的立方体，其中每个面被2个立方体共用，所以与之最近的二氧化碳分子有（8×3）÷2＝12。

②若顶点、面心为钠离子，则体心、棱中心为氯离子，则晶胞中含有的钠离子数目为8×＋6×＝4个，氯离子数目是1＋12×＝4个，故晶胞中相当于含有4个“NaCl”分子，晶胞质量为，NaCl晶体密度为ρg•cm-3，故晶胞的体积为÷ρg•cm-3＝ cm3。

考点：考查核外电子排布规律、杂化轨道理论、第一电离能比较、价层电子对互斥理论、晶胞结构与晶胞体积的计算等