Question

乙炔是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料．工業(yè)上曾用CaC₂與水反應(yīng)生成乙炔．
（1）CaC₂與水反應(yīng)生成乙炔的反應(yīng)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?yàn)?div id="wty5g2z" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（用元素符號(hào)表示），用原子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)加以解釋

 

．
（3）CaC中C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為

 

；1mol O₂²⁺中含有的Π鍵數(shù)目為

 

．
（4）CaC₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似（如圖），但CaC₂晶體中含有的中啞鈴形C₂^2-的存在，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)．CaC₂晶體中1個(gè)Ca²⁺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

 

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（6）乙炔與氫氰酸反應(yīng)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

 

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Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,“等電子原理”的應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律判斷；結(jié)合價(jià)電子排布式判斷；
（3）等電子體的結(jié)構(gòu)相似，故O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個(gè)π鍵；
（4）晶胞的一個(gè)平面的長(zhǎng)與寬不相等，所以1個(gè)Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-有4個(gè)，而不是6個(gè)；
（5）Cu為29號(hào)元素，Cu⁺的基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（6）丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分別形成2個(gè)δ鍵和3個(gè)δ鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化，與sp雜化的C原子直接相連的原子有C和N，故同在一條直線上有3個(gè)原子．

解答： 解：（1）反應(yīng)物為CaC₂和H₂O，生成物中有乙炔，可根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)寫出化學(xué)方程式：CaC₂+2H₂O═CH≡CH↑+Ca（OH）₂，
故答案為：CaC₂+2H₂O═CH≡CH↑+Ca（OH）₂；
（2）第二周期第一電離能從左到右，呈增大趨勢(shì)，第ⅡA族和第ⅤA族，第一電離能分別稍高于第ⅢA族和第ⅥA族；C元素價(jià)電子排布式為：2s²2p²，N元素價(jià)電子排布式為：2s²2p³，O元素價(jià)電子排布式為：2s²2p⁴，根據(jù)洪特規(guī)則特例可知當(dāng)原子軌道處于全空、半充滿和全充滿時(shí)，較為穩(wěn)定，N元素處于半充滿，最穩(wěn)定，
故答案為：N＞O＞C；C、N、O原子半徑依次減小，原子核對(duì)外層電子的吸引力依次增強(qiáng)，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，O₂²⁺的電子式 ，在1個(gè)O₂²⁺含有2個(gè)π鍵，故1 mol O₂²⁺中，含有2N_A個(gè) π鍵，故答案為：、2N_A；
（4）依據(jù)晶胞示意圖可以看出，晶胞的一個(gè)平面的長(zhǎng)與寬不相等，再由圖中體心可知1個(gè)Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-有4個(gè)，而不是6個(gè)，要特別注意題給的信息，故答案為：4；
（5）Cu為29號(hào)元素，要注意3d軌道寫在4s軌道的前面同時(shí)還有就是它的3d結(jié)構(gòu)，Cu⁺的基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（6）通過(guò)丙烯氰的結(jié)構(gòu)可以知道碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化，與sp雜化的C原子直接相連的原子有C和N，故同在一條直線上有3個(gè)原子；故答案為：sp雜化、sp²雜化；3．

點(diǎn)評(píng)：本題以“有機(jī)合成工業(yè)的一種原料乙炔”為背景素材，將“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”選修課程模塊的相關(guān)內(nèi)容融合于一體，分別考查了學(xué)生對(duì)等電子體、Cu⁺基態(tài)核外電子排布、原子軌道雜化類型、分子空間結(jié)構(gòu)、NaCl晶體類似的CaC₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)、1mol O₂²⁺中π鍵的數(shù)目等知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力．