Question

尿素[CO(NH₂)₂]是一种重要的工业原料，在160℃分解生成异氰酸和氨气，化学方程式为CO(NH₂)₂2HCNO＋NH₃↑。回答下列问题：

(1)上述反应所涉及的各元素中，原子半径最大的是________(填元素符号)，其原子核外电子共占据________个原子轨道。

(2)上述元素中有三种元素处于同周期，则：

①最简单气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是________(用化学式表示)。

②元素的第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示，下同)。

③元素的电负性由大到小的顺序是________________。

(3)氰酸有两种结构，一种分子内含有三键，称为氰酸，另一种分子内不含三键，称为异氰酸，且两种结构中所有原子最外层均已达到稳定结构，分子中也不含环状结构。写出氰酸和异氰酸的结构式：________、________。

Answer

C 4 H2O>NH3>CH4 N>O>C O>N>C H-O-C≡N H-N=C=O

【解析】

(1)上述反应所涉及的元素为H、C、N、O，按不同周期、同周期元素原子半径的递变规律，确定原子半径最大的元素，利用电子排布式确定其原子核外电子共占据的原子轨道。

(2)①最简单气态氢化物的稳定性与非金属性成正比。

②元素的第一电离能总的趋势与非金属性成正比，但需注意N的反常情况。

③元素的电负性与非金属性成正比。

(3)书写氰酸和异氰酸的结构式时，可先确定已知共价键，再从稳定结构出发，确定原子的顺序及共价键的数目。

(1)上述反应所涉及的元素为H、C、N、O，H原子核外只有一个电子层，原子半径最小，C、N、O都是两个电子层，同周期且最外层电子数依次增多，依据同周期元素的原子半径递变规律，最外层电子数越多，原子半径越小，所以原子半径最大的是C，其原子核外电子排布式为1s22s22p2，共占据4个原子轨道。答案为：C；4；

(2)上述元素中，C、N、O三种元素处于同周期，则：

①最简单气态氢化物的稳定性与非金属性成正比，则由大到小的顺序是H2O>NH3>CH4。答案为：H2O>NH3>CH4；

②元素的非金属性O>N>C，但由于N的最外层电子半充满，电子的能量低，第一电离能出现反常，所以第一电离能由大到小的顺序是N>O>C。答案为：N>O>C；

③元素的电负性与非金属性成正比，则由大到小的顺序是O>N>C。答案为：O>N>C；

(3)氰酸分子内含有三键，异氰酸分子内不含三键，且两种结构中所有原子最外层均已达到稳定结构，分子中也不含环状结构，则氰酸和异氰酸的结构式分别为：H-O-C≡N、H-N=C=O。答案为：H-O-C≡N；H-N=C=O。