Question

钙的化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用．

（1）已知CaC₂与水反应生成乙炔．请回答下列问题：
①将乙炔通入[Cu（NH₃）₂]Cl溶液中生成Cu₂C₂红棕色沉淀，Cu⁺基态核外电子排布式为

 

．
②CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，1molO₂²⁺中含有的π键数目为

 

．
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

 

，构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是

 

．
（2）抗坏血酸钙的组成为Ca（C₆H₇O₆）₂?4H₂O，其结构示意图如图1：化学选修：有机化学基础该物质中存在的化学键类型包括

 

（填字母）．
A．金属键   B．离子键   C．非极性共价键   D．配位键
（3）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如图2所示：由此可判断该钙的氧化物的化学式为

 

．已知阿伏加德罗常数为N_A，该晶体的密度为ρg?cm³，则晶胞中两Ca²⁺间的最近距离为

 

cm．（用含N_A、ρ的代数式表示）

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,位置结构性质的相互关系应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：

分析：（1）①Cu为29号元素，Cu⁺的基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
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；
（2）非金属元素之间形成共价键，金属离子与阴离子之间形成离子键，钙离子提供空轨道，O原子提供孤对电子，形成配位键；
（3）黑色球为Ca、白色球为O，根据均摊法计算晶胞中钙离子与O₂^2-的数目，根据晶胞密度可计算得晶胞的边长，晶胞中两Ca²⁺间的最近距离为晶胞面对角线的一半，据此答题；

解答： 解：（1）①Cu为29号元素，要注意3d轨道写在4s轨道的前面同时还有就是它的3d结构，Cu⁺的基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
②根据等电子体原理可知，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；构成丙烯腈的元素中，电负极性最小的是H，同一周期元素第一电离能从左到右逐渐增大，电离能最大的是N；
故答案为：sp、sp²；N；
（2）非金属元素C、O，C、H之间形成共价键，金属离子与阴离子之间形成离子键，钙离子提供空轨道，O原子提供孤对电子，形成配位键，
故答案为：BCD；
（3）由晶体的晶胞结构图可知，O₂^2-占据棱点和体心，个数为12×

1

4

+1=4，钙离子占据顶点和面心，个数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，个数比为1：1，则化学式为CaO₂，设晶胞边长为a，根据ρ=

4×(40+32) NA

a3

可得a=

3	288 ρNA

cm，晶胞的对角线长度为

2

a，晶胞中两Ca²⁺间的最近距离为晶胞面对角线的一半，所以晶胞中两Ca²⁺间的最近距离为

2

2

3	288 ρNA

，
故答案为：CaO₂；

2

2

3	288 ρNA

；

点评：本题是物质结构与性质综合题目，涉及电离能、核外电子排布、杂化理论与分子结构、晶胞计算等，难度中等，注意同周期中元素原子处于全满、半满稳定状态时，其第一电离能有较高异常现象．