Question

乙炔是有機合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC₂與水反應生成乙炔。
（1）CaC₂與水反應生成乙炔的反應方程式為________.
（2）比較第二周期元素C、N、O三種元素的第一電離能從大到小順序為 ______（用元素符號表示），用原子結(jié)構(gòu)觀點加以解釋______。
（3）CaC中C₂^2－與O₂^2＋互為等電子體，O₂^2＋的電子式可表示為______；1molO₂^2＋中含有的π鍵數(shù)目為_______。
（4）CaC₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCI晶體的相似（如圖所示），但CaC₂晶體中含有的中啞鈴形C₂^2－的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC₂晶體中1個Ca^2＋周圍距離最近的C₂^2－數(shù)目為______。

（5）將乙炔通入[Cu(NH₃)₂]Cl溶液生成Cu₂C₂紅棕色沉淀。Cu⁺基態(tài)核外電子排布式為 _______。
（6）乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H₂C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是______；分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為______。

Answer 1

（1）CaC₂+2H₂O=CH≡CH↑+Ca(OH)₂（2)  N＞O＞C  C、N、O原子半徑依次減小，原子核對外層電子的吸引力依次增強，元素的第一電離能依次增大；但O原子最外層電子排布為2s²2p⁴，而N原子最外層電子排布為2s²2p³，p電子排布處于半充滿狀態(tài)，根據(jù)洪特規(guī)則特例可知，半充滿狀態(tài)更穩(wěn)定，所以N元素的第一電離能比O大。（3）  2N_A（4）4 （5）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ （6）sp雜化 sp²雜化 3

試題分析：（1）依據(jù)教材知識書寫，方程式為CaC₂+2H₂O=CH≡CH↑+Ca(OH)₂。
（2) 第二周期元素C、N、O三種元素的第一電離能從大到小順序為N＞O＞C ，因為C、N、O原子半徑依次減小，原子核對外層電子的吸引力依次增強，元素的第一電離能依次增大；但O原子最外層電子排布為2s²2p⁴，而N原子最外層電子排布為2s²2p³，p電子排布處于半充滿狀態(tài)，根據(jù)洪特規(guī)則特例可知，半充滿狀態(tài)更穩(wěn)定，所以N元素的第一電離能比O大。
（3）根據(jù)等電子體原理可知，O₂^2＋的電子式，在1個O₂^2＋含有2個π鍵，故1 mol O₂^2＋中，含有2N_A個π鍵。
（4）由CaC₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可看出在CaC₂晶體中1個Ca^2＋周圍距離最近的C₂^2－數(shù)目為4個。
（5）Cu是29號元素，其Cu^＋基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰。
（6）在丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型從左到右，第一、第二個C原子的雜化為sp²雜化，第三個C原子的雜化是sp雜化。分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為 3個。