Question

乙炔是有机合成工业的一种原料，工业上曾用CaC₂与水反应制备乙炔。

(1)CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为        ；1 mol O中含有的π键数目为        。

(2)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        。

(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        ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为        。

(4)CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如右图所示)，但CaC₂晶体中哑铃形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        。

Answer

(1)[∶O⋮⋮O∶]2＋ 2NA

(2)[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10)

(3)sp2和sp 3

(4)4

【解析】由C22-电子式为[∶C⋮⋮C∶]2－可推知O22+电子式为[∶O⋮⋮O∶]2＋，1 mol O22+中含有π键数目为2NA，氧氧三键中含两个π键。Cu＋由Cu原子失去1个电子而得到，故基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。丙烯腈分子中碳碳双键为sp2杂化，—C≡N键为sp杂化，其分子中有一个三键，故共键的原子为≡N即3个原子共线。

(4)由晶体结构可知CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的C22-数目不是6个而是4个，因为哑铃形C22-只向一个方向拉长，此方向上的两个C22-与Ca2＋距离不是最近，所以最近且等距的有4个。