Question

（2013?济宁二模）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

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是

N＞O＞C

．
（2）尿素分子中N原子的杂化方式是

sp³

．
（3）NH⁺₄中H-N-H键角比NH₃中H-N-H键角大，原因为

NH₃中N原子含有1对孤对电子，NH⁺₄中N原子没有孤对电子，NH⁺₄中N-H键之间的排斥力较小

．
（4）CO₂和NH₃是工业上制备尿素的重要原料，固态CO₂（干冰）的晶胞结构如图所示．
①1个CO₂分子周围等距离且距离最近的CO₂分子有

12

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

234

ρNA

cm³．

Answer 1

分析：（1）Fe原子核外电子数为26，原子形成阳离子先按能层高低失去电子，能层越高的电子越容易失去，同一能层中按能级高低失去电子，能级越高越容易失去；
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；
（2）由尿素的结构可知，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，据此判断；
（3）排斥力：孤对电子-成键电子＞成键电子-成键电子，排斥力大，键角被压缩；
（4）①以顶点的二氧化碳分子研究，与之最近的二氧化碳分子位于面心上；
②若顶点、面心为钠离子，则体心、棱中心为氯离子，则根据均摊法计算晶胞中含有钠离子、氯离子数目，再根据摩尔质量确定晶胞的质量，利用V=

m

ρ

计算晶胞的体积．

解答：解：（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，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；N＞O＞C；
（2）由尿素的结构可知，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，N原子采取sp³杂化，故答案为：sp³；
（3）NH₃中N原子含有1对孤对电子，NH⁺₄中N原子没有孤对电子，NH⁺₄中N-H键之间的排斥力较小，故NH⁺₄中H-N-H键角大，故答案为：NH₃中N原子含有1对孤对电子，NH⁺₄中N原子没有孤对电子，NH⁺₄中N-H键之间的排斥力较小；
（4）①以顶点的二氧化碳分子研究，与之最近的二氧化碳分子位于面心上，键晶胞补全可知，有3层每各有4个二氧化碳分子，故之最近的二氧化碳分子有4×3=12，
故答案为：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×

1

8

+6×

1

2

=4，氯离子数目为1+12×

1

4

=4，故晶胞中相当于含有4个“NaCl”分子，晶胞质量为

4×58.5g

NA

，NaCl晶体密度为ρg?cm^-3，故晶胞的体积为

4×58.5g NA

ρg?cm-3

=

234

ρNA

cm³，故答案为：

234

ρNA

．

点评：本题考查核外电子排布规律、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、晶胞计算等，（4）中计算晶胞的体积为易错点，掌握氯化钠晶胞结构是关键，注意识记常见物质的晶胞结构．