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(zhì)易溶于水的主要原因是____。

(2)碳元素能形成多種無(wú)機(jī)物。

①CO32-的立體構(gòu)型是________。

②MgCO3分解溫度比CaCO3低的原因是___________。

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

(4)圖②為碳的一種同素異形體C60分子，每個(gè)C60分子中含有鍵的數(shù)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(jié)構(gòu)，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0，0，0)，B為()，C為()；則D原子的坐標(biāo)參數(shù)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(jié)構(gòu)如圖①所示，其中(〇為Se，●為Mn)，則Se的配位數(shù)為____，Mn和Se的摩爾質(zhì)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(zhǎng)為_____nm(寫表達(dá)式即可)。

(7)KI的晶胞結(jié)構(gòu)如圖⑤所示，已知其晶體的密度為g/cm3，K和I的摩爾質(zhì)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(shù)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(dá)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(jié)合CO32-在的氧離子 孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)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(jià)層電子對(duì)數(shù)分析CO32-的立體構(gòu)型；

②用晶格能大小分析解答；

(3)根據(jù)VSEPR理論，孤電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的斥力，導(dǎo)致鍵合電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的夾角減少；

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

(5)D與周圍4個(gè)原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，D與頂點(diǎn)A的連線處于晶胞體對(duì)角線上，過(guò)面心B、C及上底面面心原子的平面且平行側(cè)面將晶胞2等分，同理過(guò)D原子的且平衡側(cè)面的平面將半個(gè)晶胞2等份，可知D到各坐標(biāo)平面的距離均為晶胞棱長(zhǎng)；

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

(7)根據(jù)立體幾何知識(shí)分析，晶胞邊長(zhǎng)根據(jù)密度和摩爾質(zhì)量計(jì)算，據(jù)此計(jì)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(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+=3，無(wú)孤對(duì)電子，所以CO32-的立體構(gòu)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(jié)合CO32-在的氧離子；

(3)根據(jù)VSEPR理論，孤電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的斥力大于鍵合電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)之間的斥力，導(dǎo)致鍵合電子對(duì)對(duì)鍵合電子對(duì)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(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵，每σ鍵為2個(gè)碳原子共有，則平均每個(gè)碳原子形成1.5個(gè)σ鍵，則C60分子中有化學(xué)鍵σ鍵數(shù)目為60×1.5=90；

(5)D與周圍4個(gè)原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，D與頂點(diǎn)A的連線處于晶胞體對(duì)角線上，過(guò)面心B、C及上底面面心原子的平面且平行側(cè)面將晶胞2等分，同理過(guò)D原子的且平衡側(cè)面的平面將半個(gè)晶胞2等份，可知D到各坐標(biāo)平面的距離均為晶胞棱長(zhǎng)；

(6)在晶體中每個(gè)Se原子連接4個(gè)Mn原子、每個(gè)Mn原子連接4個(gè)Se原子，所以Se原子的配位數(shù)是4；在一個(gè)晶胞中含有Se的原子個(gè)數(shù)為：×8+×6=4；含有的Mn原子數(shù)為4，晶胞密度為ρg/cm3，晶胞參數(shù)L=cm，晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)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(zhǎng)的，因此距離最近的Se原子和Mn原子的距離為×107nm；

(7)一個(gè)晶胞中，含有4個(gè)KI，所以一個(gè)晶胞中，V球=4×π(+)=π(+)，KI晶體的密度為ρg/cm3，K和I的摩爾質(zhì)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%。