Question

【題目】I．尿素[CO(NH2)2]是人工合成的第一種有機物。

（1）尿素中所含元素的電負性最大的是________，尿素分子間的氫鍵可表示為_____。

（2）尿素可用于制有機鐵肥，主要代表有[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3 。

①與鐵同周期且未成對電子數與Fe3+相同的元素是________。

②[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中不存在的化學鍵____________（填序號）。

A 離子鍵 B 金屬鍵 C 配位鍵 D σ鍵 E π鍵

③NO3－中N原子雜化后的價電子排布圖為_______，NO3－的空間構型為________。

II．Mg2NiH4是一種貯氫的金屬氫化物

（3）Mg2NiH4可通過氫化鎂和鎳單質球磨制成。在Mg2NiH4晶胞中，Ni原子占據如圖的頂點和面心，Mg2+處于圖八個小立方體的體心。

①Mg2NiH4中H的化合價為______。

②Mg2+位于Ni原子形成的___________（填“八面體空隙”或“四面體空隙”）。

③若晶體的密度為dg·cm－3，Mg2NiH4的摩爾質量為Mg·mol－1，則Mg2+和Ni原子的最短距離為___________nm（用含d、M的代數式表示）。

Answer 1

【答案】O N—H…O Mn B 平面三角形 －1 四面體空隙 （或）

【解析】

(1)元素得電子能力越強，其電負性的數值越大；氫鍵用X—H…Y表示；

(2)①顯判斷Fe3+具有的未成對電子數，然后從第四周期找出跟Fe3+具有的未成對電子相同的元素；

②根據[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的結構判斷存在的化學鍵類型；

③根據NO3-中原子間形成的化學鍵的類型判斷其N原子的核外電子雜化軌道類型，利用價層電子對互斥理論判斷其空間構型；

(3)①根據化合物中含有的元素的非金屬性，結合H原子結構分析Mg2NiH4中H的化合價；

②根據微粒的空間排列確定Mg2+與Ni原子形成的空間構型關系；

③根據密度ρ=，計算晶胞的體積，然后根據V=L3，計算晶胞參數，Mg2+和Ni原子的最短距離為晶體體對角線的計算。

(1) 元素得電子能力越強，其電負性的數值越大。在尿素的分子中含有C、H、O、N四種元素，由于元素的非金屬性O>N>C>H，可知元素的電負性由大到小的順序為O>N>C>H，所以電負性最大的元素是O；

在尿素分子中，N—H鍵是極性共價鍵，共用電子對強烈的偏向N原子一方，使H原子幾乎成為一個裸露的質子，與另一個尿素分子中的O原子形成氫鍵，表示為N—H…O；

(2)①Fe是26號元素，Fe3+核外有23個電子，電子排布式是1s22s22p63s23p63d5，可見為成對電子數為5個，根據原子核外電子排布規律，可知在第四周期中未成對電子數與Fe3+一樣的是25號元素Mn；

②在[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中，存在N-C、N-O、C=O、N=O、N-H共價鍵，單鍵都是σ鍵，雙鍵中一個是σ鍵，一個是π鍵，在內界離子[Fe(H2NCONH2)6]3+中，內界離子[Fe(H2NCONH2)6]3+與外界離子NO3-之間通過離子鍵結合，中心離子Fe3+與配位體CO(NH2)2之間通過配位鍵結合，所以不存在的化學鍵金屬鍵，故選項B符合題意；

③NO3-存在N=O雙鍵，其中的N原子采用sp2雜化，得到的雜化軌道的能量大于2s，小于2p軌道，還有2個電子處于2p軌道上，所以NO3－中N原子雜化后的N原子雜化后的價電子排布圖為；

NO3-中N原子的孤電子對數為=0，價層電子對數為3+0=3，所以NO3-的空間構型為平面三角形；

(3)①在化合物Mg2NiH4中，只有H元素為非金屬性元素，所H原子核外只有1個電子，要達到K層2個電子的穩定結構，需獲得1個電子，所在Mg2NiH4中H的化合價為-1價；

②由于在Mg2NiH4晶胞中，Ni原子占據如圖的頂點和面心，Mg2+處于圖八個小立方體的體心，Mg2+處于4個Ni原子形成的小四面體的幾何中心上，填充四面體空隙；

③晶體的密度ρ=，在一個晶胞中含有Ni：=4，含有Mg2+：8，可見1個晶胞中含有4個Mg2NiH4，所以根據密度ρ=，可得V==，所以晶胞邊長a=nm，由于Mg2+和Ni原子的最短距離為晶胞體對角線的，所以二者的距離為nm。