Question

1．CaC₂可用于固氮：CaC₂+N₂$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$CaCN₂+C，CaCN₂（氰氨化钙）和水反应可生成NH₃．
（1）写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²．
（2）C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是C＜O＜N．
（3）NH₃中N原子的杂化方式为sp³；根据价层电子对互斥理论推测CO${\;}_{3}^{2-}$的空间构型为平面正三角形．
（4）CaCN₂中阴离子为CN${\;}_{2}^{2-}$，与CN${\;}_{2}^{2-}$互为等电子体的分子有N₂O（填写一种化学式即可）；写出CaCN₂水解反应的化学方程式：CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑．

Answer 1

分析 （1）Ca位于第四周期、最外层电子数为2，最外层电子数为2、内层排满电子的第四周期元素原子是Zn，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（2）同周期元素从左向右，第一电离能总体趋势增大，但IIA和VA反常，第一电离能：C＜O＜N；
（3）NH₃中N形成3个δ键，还有1对孤对电子，N杂化类型为sp³；CO₃^2-中C价层电子对数=$\frac{4+0×3+2}{2}$=3，C与3个O成键，空间构型为平面三角形；
（4）等电子体原子数相同、价电子数相同．C^2-与O原子数相等，所以与CN₂^2-互为等电子体的分子有N₂O，N₂与CO互为等电子体，与N₂O互为等电子体的分子有CO₂、BeCl₂等；CaCN₂与水生成NH₃，同时生成CaCO₃；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑．

解答 解：（1）Ca位于第四周期、最外层电子数为2，最外层电子数为2、内层排满电子的第四周期元素原子是Zn，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（2）同周期元素从左向右，第一电离能总体趋势增大，但IIA和VA反常，第一电离能：C＜O＜N；
故答案为：C＜O＜N；
（3）NH₃中N形成3个δ键，还有1对孤对电子，N杂化类型为sp³；CO₃^2-中C价层电子对数=$\frac{4+0×3+2}{2}$=3，C与3个O成键，空间构型为平面三角形；故答案为：sp³；平面三角形；
（4）等电子体原子数相同、价电子数相同．C^2-与O原子数相等，所以与CN₂^2-互为等电子体的分子有N₂O，N₂与CO互为等电子体，与N₂O互为等电子体的分子有CO₂、BeCl₂等；CaCN₂与水生成NH₃，同时生成CaCO₃；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑；
故答案为：N₂O；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑．

点评 本题考查核外电子排布式 第一电离能 中心原子杂化类型 离子空间构型 等电子体 化学方程式的书写，难度不大．