Question

鈣的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用．已知CaC2與水反應(yīng)生成乙炔．請(qǐng)回答下列問題：
①實(shí)驗(yàn)室制乙炔的反應(yīng)方程式為

 

；
②CaC₂中C

2- 2

與O

2+ 2

與互為等電子體，O

2+ 2

的電子式可表示為

 

；
1mol O

2+ 2

中含有的π鍵數(shù)目為

 

（阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示）；
③乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈（H2C=CH-C≡N）．丙烯腈分子中碳原子雜化軌道類型是

 

，構(gòu)成丙烯腈的元素中電負(fù)性最小的是

 

（填元素符號(hào)，下同），第一電離能最大的是

 

．丙烯腈分子中處于同一直線上的原子最多為

 

個(gè)，處于同一平面的原子為

 

個(gè)．

Answer 1

分析：①實(shí)驗(yàn)室常用電石（主要成分是CaC₂）和水反應(yīng)制取乙炔，電石和水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成乙炔和氫氧化鈣；
②等電子體的結(jié)構(gòu)相似，故O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個(gè)π鍵；
③丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分別形成2個(gè)δ鍵和3個(gè)δ鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化；
非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，非金屬越弱電負(fù)性越小；
根據(jù)同周期第一電離能遞變規(guī)律判斷第一電的離能大��；
根據(jù)烯腈分子中碳原子雜化軌道類型以及碳碳雙鍵的平面結(jié)構(gòu)來分析共線和共面原子原子的個(gè)數(shù)．

解答：解：①電石和水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成乙炔和氫氧化鈣，化學(xué)方程式：CaC₂+2H₂O═CH≡CH↑+Ca（OH）₂，
故答案為：CaC₂+2H₂O═CH≡CH↑+Ca（OH）₂；
②根據(jù)等電子體原理可知，O₂²⁺的電子式 ，在1個(gè)O₂²⁺含有2個(gè)π鍵，故1 mol O₂²⁺中，含有2N_A個(gè) π鍵，
故答案為：、2N_A；
③丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分別形成2個(gè)δ鍵和3個(gè)δ鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化；
構(gòu)成構(gòu)成丙烯腈的H、N、C三種元素中H非金屬性最弱，吸引電子能力最弱，所以H的電負(fù)性最小；
同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一電離能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一電離能大，所以H、N、C三種元素中第一電離能最大的是N；
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(gè)原子；
乙烯分子中六個(gè)原子共面，丙烯腈可以看做乙烯中氫原子被氰基-C≡N取代，而sp雜化的C原子直接相連的原子C和N三者同在一條直線上，所以最多共面的原子個(gè)數(shù)為7個(gè)，
故答案為：sp、sp2雜化；H；N；3；7．

點(diǎn)評(píng)：本題以乙炔的實(shí)驗(yàn)室制備為背景素材，考查了學(xué)生對(duì)等電子體、原子軌道雜化類型、分子空間結(jié)構(gòu)等知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力．本題綜合性較強(qiáng)，重點(diǎn)特出，題目難度中等．