Question

16．乙炔是有机合成工业的一种原料．工业上曾用CaC₂与水反应生成乙炔．
（1）CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为；1mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A．
（2）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）．丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是sp²、sp；分子中处于同一直线上的原子数目最多为3．
（3）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），但CaC₂晶体中哑铃形C₂^2-的存在，使晶胞沿一个方向拉长．CaC₂晶体中1个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-数目为4．

Answer 1

分析 （1）等电子体结构和性质相似，C₂^2-与O₂²⁺和氮气互为等电子体，根据氮气分子电子式书写O₂²⁺电子式；一个O₂²⁺中含有2个π键；
（2）根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型；H₂C=CH-C≡N中连接三键两端原子的原子位于同一直线上，位于碳碳双键两端碳原子的原子位于同一平面上；
（3）根据图知，以最中心钙离子为例，判断钙离子配位数．

解答 解：（1）等电子体结构和性质相似，C₂^2-与O₂²⁺和氮气互为等电子体，根据氮气分子电子式书写O₂²⁺电子式为；一个O₂²⁺中含有2个π键，1mol O₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，
故答案为：；2N_A；
（2）H₂C=CH-C≡N分子中连接双键的C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以为sp²杂化，连接三键的碳原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以C原子采用sp杂化；
H₂C=CH-C≡N中连接三键两端原子的原子位于同一直线上，位于碳碳双键两端碳原子的原子位于同一平面上，所以该分子中位于同一直线上的原子为3个，
故答案为：sp、sp²；3；
（3）根据图知，以最中心钙离子为例，CaC₂晶体中1个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-数目为4，故答案为：4．

点评 本题考查晶胞计算、原子杂化、等电子体等知识点，这些都是高频考点，明确价层电子对互斥理论、等电子体特点即可解答，难点是（3）题配位数个数判断，注意该晶胞中是长方体而不是正方体，为易错点．