题目内容
碳元素在自然界中分布很广，在地壳中其丰富程度位列第14位，远低于氧、硅、铝、铁等元素．但是，碳却是存在形式最复杂的元素，如煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等．请回答下列问题：（1）基态碳原子的电子排布式为
（2）在CO2分子中，碳原子采用
（3）COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，应用价层电子对互斥理论，预测COCl2分子的空间构型为
（4）碳和氮在周期表是相邻元素，氮的氢化物（NH3）在水中的溶解能力远远大于碳的氢化物（CH4），原因是
（5）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似，但CaC2晶体中哑铃C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长（如图）．在CaC2晶体中离C22-最近的Ca 2+的数目是
考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,原子轨道杂化方式及杂化类型判断
专题：化学键与晶体结构
分析：（1）基态C原子核外有6个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；
（2）根据价层电子对互斥理论确定C原子杂化方式；
（3）C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，据此判断其空间构型；
（4）氢键的存在导致氢化物溶解性增大；
（5）CaC2晶体中哑铃C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长，所以CaC2晶体中离C22-最近的Ca 2+的数目是4；等电子体结构和性质相似，根据C22-的结构书写O22+的电子式．
（2）根据价层电子对互斥理论确定C原子杂化方式；
（3）C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，据此判断其空间构型；
（4）氢键的存在导致氢化物溶解性增大；
（5）CaC2晶体中哑铃C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长，所以CaC2晶体中离C22-最近的Ca 2+的数目是4；等电子体结构和性质相似，根据C22-的结构书写O22+的电子式．
解答：
解：（1）基态C原子核外有6个电子，根据构造原理知C元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p2，故答案为：1s22s22p2；
（2）二氧化碳分子中C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，故答案为：sp；
（3）C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以其空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形；
（4）氨气分子和水分子之间能形成氢键，甲烷和水分子之间不能形成氢键，氢键的存在导致氢化物溶解性增大，所以氨气溶解性大于甲烷，故答案为：氨气分子和水分子之间能形成氢键，甲烷和水分子之间不能形成氢键；
（5）CaC2晶体中哑铃C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长，所以CaC2晶体中离C22-最近的Ca 2+的数目是4；等电子体结构和性质相似，根据C22-的结构知O22+的电子式为
，故答案为：4；．
（2）二氧化碳分子中C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，故答案为：sp；
（3）C原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以其空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形；
（4）氨气分子和水分子之间能形成氢键，甲烷和水分子之间不能形成氢键，氢键的存在导致氢化物溶解性增大，所以氨气溶解性大于甲烷，故答案为：氨气分子和水分子之间能形成氢键，甲烷和水分子之间不能形成氢键；
（5）CaC2晶体中哑铃C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长，所以CaC2晶体中离C22-最近的Ca 2+的数目是4；等电子体结构和性质相似，根据C22-的结构知O22+的电子式为
，故答案为：4；．
点评：本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、核外电子排布式的书写、微粒空间构型判断等知识点，根据等电子体特点、晶胞、价层电子对互斥理论等知识点分析解答即可，注意（5）中的计算，因为该晶胞不是正方体而使长方体，导致离C22-最近的Ca 2+的数目是4而不是6，为易错点．
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