Question

【题目】氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。其中尿素(H2NCONH2)是人类最早合成的有机物，工业上生产尿素的反应为: N2+3H22NH3，2NH3+CO2H2NCONH2+H2O。回答下列问题:

(1)纳米氧化铜、纳米氧化锌均可作合成氨的催化剂，Cu2+价层电子的轨道表达式为______，Zn位于元素周期表的_______区。

(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是___________。

(3)上述化学方程式中的无机化合物，沸点由高到低的顺序是____________，原因: ___________。

(4)尿素分子中，原子杂化轨道类型有____________，σ键与π键数目之比为_______。

(5)氮化硼(BN)是一种性能优异、潜力巨大的新型材料，主要结构有立方氮化硼(如图1)和六方氮化硼(如图2)，前者类似于金刚石，后者与石墨相似。

①晶胞中的原子坐标参数可表亓晶胞内部各原子的相对位置。图1中原子坐标参数A为(0，0,0)，D为()，则E原子的坐标参数为_____。X-射线衍射实验测得立方氮化硼晶胞参数为361.5pm，则立方氮化硼晶体N与B的原子半径之和为______pm。（）

②已知六方氮化硼同层中B-N距离为acm，密度为dg/cm3,则层与层之间距离的计算表达式为_______pm。

Answer 1

【答案】 ds N＞O＞C H2O＞NH3＞CO2 三者都是分子晶体，但H2O和NH3都存在分子间氢键，且H2O分子间的氢键作用力强于NH3 sp2、sp3 7∶1 （, ,） 156.5 ×1010

【解析】本题主要考查物质结构。

(1)Cu2+价层电子的轨道表达式为，Zn位于元素周期表的ds区。

(2) 一般非金属性越强，第一电离能越大，非金属性：C<N<O，而且由于氮原子最外层电子处于半充满的较稳定状态，使得氮的第一电离能大于氧，所以C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C。

(3)上述化学方程式中的无机化合物，沸点由高到低的顺序是H2O＞NH3＞CO2，原因: 三者都是分子晶体，但H2O和NH3都存在分子间氢键，且H2O分子间的氢键作用力强于NH3。

(4)尿素分子中，C原子杂化轨道类型是sp2，N原子杂化轨道类型是sp3，σ键与π键数目之比为7:1。

(5)①E原子的坐标参数为（, ,）。设立方氮化硼晶体N与B的原子半径之和为x，晶胞体对角线为4x，4x=361.5pm，x=156.5pm，则立方氮化硼晶体N与B的原子半径之和为156.5pm。

②每个六棱柱平均含有一个N原子和一个B原子，两原子的相对原子质量之和为25，设层与层之间距离为h，六棱柱体积为a2hcm3，六棱柱质量为25g/NA=a2hdg，h=×1010pm，则层与层之间距离的计算表达式为×1010pm。