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C22-与O22+互为等电子体,O22+的电子式可表示为______;1molO22+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C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-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______。
(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
题目分析:(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。