Question

钙的化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用．已知CaC2与水反应生成乙炔．请回答下列问题：
①实验室制乙炔的反应方程式为

 

；
②CaC₂中C

2- 2

与O

2+ 2

与互为等电子体，O

2+ 2

的电子式可表示为

 

；
1mol O

2+ 2

中含有的π键数目为

 

（阿伏加德罗常数的值用NA表示）；
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杂化轨道类型是

 

，构成丙烯腈的元素中电负性最小的是

 

（填元素符号，下同），第一电离能最大的是

 

．丙烯腈分子中处于同一直线上的原子最多为

 

个，处于同一平面的原子为

 

个．

Answer 1

分析：①实验室常用电石（主要成分是CaC₂）和水反应制取乙炔，电石和水发生复分解反应，生成乙炔和氢氧化钙；
②等电子体的结构相似，故O₂²⁺的电子式与C₂^2-的电子式相似，含有2个π键；
③丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分别形成2个δ键和3个δ键，故碳原子的杂化轨道类型为sp和sp²杂化；
非金属性越强电负性越大，非金属越弱电负性越小；
根据同周期第一电离能递变规律判断第一电的离能大小；
根据烯腈分子中碳原子杂化轨道类型以及碳碳双键的平面结构来分析共线和共面原子原子的个数．

解答：解：①电石和水发生复分解反应，生成乙炔和氢氧化钙，化学方程式：CaC₂+2H₂O═CH≡CH↑+Ca（OH）₂，
故答案为：CaC₂+2H₂O═CH≡CH↑+Ca（OH）₂；
②根据等电子体原理可知，O₂²⁺的电子式 ，在1个O₂²⁺含有2个π键，故1 mol O₂²⁺中，含有2N_A个 π键，
故答案为：、2N_A；
③丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分别形成2个δ键和3个δ键，故碳原子的杂化轨道类型为sp和sp²杂化；
构成构成丙烯腈的H、N、C三种元素中H非金属性最弱，吸引电子能力最弱，所以H的电负性最小；
同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大，所以H、N、C三种元素中第一电离能最大的是N；
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；
乙烯分子中六个原子共面，丙烯腈可以看做乙烯中氢原子被氰基-C≡N取代，而sp杂化的C原子直接相连的原子C和N三者同在一条直线上，所以最多共面的原子个数为7个，
故答案为：sp、sp2杂化；H；N；3；7．

点评：本题以乙炔的实验室制备为背景素材，考查了学生对等电子体、原子轨道杂化类型、分子空间结构等知识的掌握和应用能力．本题综合性较强，重点特出，题目难度中等．