Question

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与水反应生成乙炔的反应方程式为________.

（2）比较第二周期元素C、N、O三种元素的第一电离能从大到小顺序为 ______（用元素符号表示），用原子结构观点加以解释______。

（3）CaC中C₂^2－与O₂^2＋互为等电子体，O₂^2＋的电子式可表示为______；1molO₂^2＋中含有的Π键数目为_______。

（4）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCI晶体的相似（如图所示），但CaC₂晶体中含有的中哑铃形C₂^2－的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC₂晶体中1个Ca^2＋周围距离最近的C₂^2－数目为______。

（5）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 _______。

（6）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______。

 

Answer 1

【答案】

（1）CaC₂+2H₂O===CH≡CH↑+Ca(OH)₂（2)  N＞O＞C  C、N、O原子半径依次减小，原子核对外层电子的吸引力依次增强，元素的第一电离能依次增大；但O原子最外层电子排布为2s²2p⁴，而N原子最外层电子排布为2s²2p³，p电子排布处于半充满状态，根据洪特规则特例可知，半充满状态更稳定，所以N元素的第一电离能比O大。（3）  2N_A （4）4  （5）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰  （6）sp杂化 sp²杂化 3

【解析】

试题分析：（1） CaC₂与水反应生成乙炔的反应方程式为CaC₂+2H₂O===CH≡CH↑+Ca(OH)₂。（2）第二周期元素C、N、O三种元素的第一电离能从大到小顺序为N＞O＞C，原因是C、N、O三种元素的原子半径依次减小，原子核对外层电子的吸引力依次增强，元素的第一电离能依次增大；但O原子最外层电子排布为2s²2p⁴，而N原子最外层电子排布为2s²2p³，p电子排布处于半充满状态，根据洪特规则特例可知，半充满状态更稳定，所以N元素的第一电离能比O大。（3）O₂^2＋的电子式可表示为。由O₂^2＋的电子式可知在每个O₂^2＋中含有2个Π，在1molO₂^2＋中含有的Π键数目为2N_A。（4）由CaC₂晶体的晶胞结构可看出在CaC₂晶体中1个Ca^2＋周围距离最近的C₂^2－数目为4个。（5）Cu是29号元素，其Cu⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ 。 （6）在丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型从左到右，第一、第二个C原子的杂化为sp²杂化，第三个C原子的杂化是sp杂化。分子中处于同一直线上的原子数目最多为 3个。 

考点：考查乙炔的分子结构、化学性质、组成元素的电离能的比较及形成的化合物丙烯晴等的结构的知识。