Question

【題目】(1)碳能與氫、氮、氧三種元素組成化合物CO(NH2)2，該物質易溶于水的主要原因是____。

(2)碳元素能形成多種無機物。

①CO32-的立體構型是________。

②MgCO3分解溫度比CaCO3低的原因是___________。

(3)圖①為嘌呤的結構，嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大，請解釋原因:____________。

(4)圖②為碳的一種同素異形體C60分子，每個C60分子中含有鍵的數目為________。

(5)圖③為碳的另一種同素異形體一一金剛石的晶胞結構，其中原子坐標參數A為(0，0，0)，B為()，C為()；則D原子的坐標參數為________。

(6)副族元素Mn和元素Se形成的某化合物屬于立方晶系，其晶胞結構如圖①所示，其中(〇為Se，●為Mn)，則Se的配位數為____，Mn和Se的摩爾質量分別為M1 g/mol、M2 g/mol，該晶體的密度為g/cm3，則Mn-Se鍵的鍵長為_____nm(寫表達式即可)。

(7)KI的晶胞結構如圖⑤所示，已知其晶體的密度為g/cm3，K和I的摩爾質量分別為Mk gmol-1和MI gmol-1，原子半徑分別為rk pm和rI pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為______(寫表達式即可)。

Answer 1

【答案】CO(NH2)2分子與水分子之間能形成氫鍵 平面三角形 氧化鎂晶格能比氧化鈣大，使得Mg2+比Ca2+更容易結合CO32-在的氧離子 孤電子對與鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對之間的斥力，斥力大，鍵角大 90 () 4 ×107 ×100%

【解析】

(1)化合物CO(NH2)2分子與水分子之間存在氫鍵，增加了分子之間的吸引力；

(2)①用價層電子對數分析CO32-的立體構型；

②用晶格能大小分析解答；

(3)根據VSEPR理論，孤電子對對鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對對鍵合電子對之間的斥力，導致鍵合電子對對鍵合電子對之間的夾角減少；

(4)每個碳原子形成3個σ鍵，每σ鍵為2個碳原子共有，則平均每個碳原子形成1.5個σ鍵；

(5)D與周圍4個原子形成正四面體結構，D與頂點A的連線處于晶胞體對角線上，過面心B、C及上底面面心原子的平面且平行側面將晶胞2等分，同理過D原子的且平衡側面的平面將半個晶胞2等份，可知D到各坐標平面的距離均為晶胞棱長；

(6)在晶體中每個Se原子連接4個Mn原子、每個Mn原子連接4個Se原子；用均攤方法計算晶胞中Se、Mn原子個數，利用密度ρ=計算晶胞參數，然后根據距離最近的Se原子和Mn原子的距離為晶胞體長的計算距離最近的Se原子和Mn原子的距離；

(7)根據立體幾何知識分析，晶胞邊長根據密度和摩爾質量計算，據此計算。

(1)化合物CO(NH2)2分子與水分子之間存在氫鍵。增加了分子之間的吸引力，使尿素容易溶于水中；

(2)①CO32-的價層電子對數為3+=3，無孤對電子，所以CO32-的立體構型為平面三角形；

②Mg、Ca是同一主族的元素，MgCO3分解溫度比CaCO3低的原因是由于氧化鎂晶格能比氧化鈣大，使得Mg2+比Ca2+更容易結合CO32-在的氧離子；

(3)根據VSEPR理論，孤電子對對鍵合電子對之間的斥力大于鍵合電子對對鍵合電子對之間的斥力，導致鍵合電子對對鍵合電子對之間的夾角減少，所以嘌呤中軌道之間的夾角∠1比∠2大；

(4)每個碳原子形成3個σ鍵，每σ鍵為2個碳原子共有，則平均每個碳原子形成1.5個σ鍵，則C60分子中有化學鍵σ鍵數目為60×1.5=90；

(5)D與周圍4個原子形成正四面體結構，D與頂點A的連線處于晶胞體對角線上，過面心B、C及上底面面心原子的平面且平行側面將晶胞2等分，同理過D原子的且平衡側面的平面將半個晶胞2等份，可知D到各坐標平面的距離均為晶胞棱長；

(6)在晶體中每個Se原子連接4個Mn原子、每個Mn原子連接4個Se原子，所以Se原子的配位數是4；在一個晶胞中含有Se的原子個數為：×8+×6=4；含有的Mn原子數為4，晶胞密度為ρg/cm3，晶胞參數L=cm，晶胞體對角線長度為L=cm，由于距離最近的Se原子和Mn原子的距離為晶胞體長的，因此距離最近的Se原子和Mn原子的距離為×107nm；

(7)一個晶胞中，含有4個KI，所以一個晶胞中，V球=4×π(+)=π(+)，KI晶體的密度為ρg/cm3，K和I的摩爾質量分別為MK g/mol和MI g/mol，則ρ=，a3=×1030，所以KI晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為×100%=×10-30×100%=×100%。