Question

【题目】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C22-与O22+互为等电子体，O22+的电子式可表示为_____________； lmol O22+中含有的π键数目为_______________。

(2)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为_________。

(3)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___________________；分子中处于同一直线上的原子数目最多为_______________。

(4)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，则该晶胞中的碳原子个数为______。 CaC2晶体中含有的中哑铃形C22-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C22-数目为_________________。

Answer 1

【答案】 2NA 1s22s22p63s23p63d10 sp杂化 sp2杂化 3 8 4

【解析】（1）等电子体的结构相似，故O22+的电子式与C22-的电子式相似，含有2个π键；（2）Cu为29号元素，得出Cu+的基态电子排布式为；（3）丙烯腈（H2C=CH-C≡N）中的C分别形成2个键和3个键，故碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化，与sp杂化的C原子直接相连的原子有C和N，故同在一条直线上有3个原子；(4)根据均摊法分析晶体结构。

（1）由C22-电子式为[∶CC∶]2－可推知O22+电子式为[∶OO∶]2＋，氧氧三键中含两个π键，1 mol O22+中含有π键数目为2NA。

（2）Cu＋由Cu原子失去1个电子而得到，故基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。

（3）丙烯腈分子中碳碳双键为sp2杂化，—C≡N键为sp杂化，其分子中有一个三键，故共键的原子为C-C≡N即3个原子共线。因此，本题正确答案为：sp杂化 ；sp2杂化； 3
(4)由晶胞图知C22-位于面心和顶点，根据均摊法，晶胞中的碳原子个数为=2×（8×+6×）=8；由晶体结构可知CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C22-数目不是6个而是4个，因为哑铃形C22-只向一个方向拉长，此方向上的两个C22-与Ca2＋距离不是最近，所以最近且等距的有4个。因此，本题正确答案为：8 ；4。