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）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） 2NA （4）4 （5）1s22s22p63s23p63d10 （6）sp杂化 sp2杂化 3

【解析】

试题分析：（1）依据教材知识书写，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 ，因为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）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2NA个π键。

（4）由CaC2晶体的晶胞结构可看出在CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C22－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。