Question

【题目】三聚氰胺俗称“蛋白精”，工业上通过下列流程合成三聚氰胺。请回答下列问题：

（1）基态Ca原子的电子排布式：___________________；CaC2的电子式__________。

（2）尿素分子中所含除氢以外元素第一电离能由小到大的顺序为________________。

（3）CaCN2中阴离子为CN22－，与CN22－互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式)，由此可以推知CN22－的空间构型为__________________。

（4）三聚氰胺分子中碳原子的杂化方式为_____，分子中处于同一平面的氮原子有______个。

（5）动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过________ 结合，在肾脏内易形成结石。

（6）CaO晶胞如图所示，CaO晶体中Ca2+的配位数为______________，已知CaO晶体的密度ρ，用NA表示阿伏伽德罗常数，求晶胞中距离最近的两个钙离子之间的距离______________（用含ρ、NA代数式表示）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p64s2或[Ar] 4s2 C O N CO2 直线形 sp2 3 分子间氢键 6

【解析】试题分析：（1）根据核外电子排布规律书写；碳化钙是离子化合物，据此书写电子式。

（2）根据影响第一电离能的因素分析。

（3）根据等电子体的含义分析；互为等电子体的空间构型相同；

（4）根据三聚氰胺的结构简式判断杂化方式和共面的原子；

（5）根据氮原子容易形成氢键分析；

（6）依据晶胞结构，借助于均摊法分析、判断和进行有关计算。

解析：（1）钙的原子序数是20，其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s2或[Ar] 4s2；碳化钙是离子化合物，电子式为。

（2）氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，其第一电离能大于氧元素，则第一电离能大小顺序是C＜O＜N。

（3）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则与CN22－互为等电子体的分子有N2O和CO2，CO2是直线形结构，由此可以推知CN22－的空间构型为直线形；

（4）在三聚氰胺中碳形成4个共价键，属于sp3杂化；在三聚氰胺中，氨基中的N原子为sp3杂化，为三角锥构型；N、H原子不会在同一平面上，所以分子中处于同一平面的氮原子有3个；

（5）由于N原子半径小，元素的非金属性强，分子内容易形成氢键，在肾脏内易形成结石。

（6）根据CaO的结构可知，在晶胞中每个Ca2+周围有6个O2-，配位数是6；在CaO晶体的一个晶胞中含有Ca2+：8×1/8+6×1/2=4，含有O2-:12×1/4+1=4。即一个晶胞中含有4个CaO。晶胞中最近的两个Ca2+的距离为在晶胞面对角线的一半。假设晶胞的边长为a，则，所以，则晶胞中最近的两个Ca2+的距离为L=。