Question

【題目】乙炔是有機合成工業的一種原料。工業上曾用CaC2與水反應生成乙炔。

(1)CaC2中C22-與O22+互為等電子體，O22+的電子式可表示為_____________； lmol O22+中含有的π鍵數目為_______________。

(2)將乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。Cu+基態核外電子排布式為_________。

(3)乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是___________________；分子中處于同一直線上的原子數目最多為_______________。

(4)CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似(如圖所示)，則該晶胞中的碳原子個數為______。 CaC2晶體中含有的中啞鈴形C22-的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC2 晶體中1個Ca2+周圍距離最近的C22-數目為_________________。

Answer 1

【答案】 2NA 1s22s22p63s23p63d10 sp雜化 sp2雜化 3 8 4

【解析】（1）等電子體的結構相似，故O22+的電子式與C22-的電子式相似，含有2個π鍵；（2）Cu為29號元素，得出Cu+的基態電子排布式為；（3）丙烯腈（H2C=CH-C≡N）中的C分別形成2個鍵和3個鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp2雜化，與sp雜化的C原子直接相連的原子有C和N，故同在一條直線上有3個原子；(4)根據均攤法分析晶體結構。

（1）由C22-電子式為[∶CC∶]2－可推知O22+電子式為[∶OO∶]2＋，氧氧三鍵中含兩個π鍵，1 mol O22+中含有π鍵數目為2NA。

（2）Cu＋由Cu原子失去1個電子而得到，故基態核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。

（3）丙烯腈分子中碳碳雙鍵為sp2雜化，—C≡N鍵為sp雜化，其分子中有一個三鍵，故共鍵的原子為C-C≡N即3個原子共線。因此，本題正確答案為：sp雜化 ；sp2雜化； 3
(4)由晶胞圖知C22-位于面心和頂點，根據均攤法，晶胞中的碳原子個數為=2×（8×+6×）=8；由晶體結構可知CaC2晶體中1個Ca2＋周圍距離最近的C22-數目不是6個而是4個，因為啞鈴形C22-只向一個方向拉長，此方向上的兩個C22-與Ca2＋距離不是最近，所以最近且等距的有4個。因此，本題正確答案為：8 ；4。