Question

（2010?江蘇）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C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為

；1mol O₂²⁺中含有的π鍵數目為

2N_A

．
（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

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ 或[Ar]3d¹⁰

．
（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

sp雜化、sp²雜化

；分子中處于同一直線上的原子數目最多為

3

．
（4）CaC₂晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似（如右圖所示），但CaC₂晶體中含有的中啞鈴形C₂^2-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C₂^2-數目為

4

．

Answer 1

分析：（1）等電子體的結構相似，故O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個π鍵；
（2）Cu為29號元素，Cu⁺的基態電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（3）丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分別形成2個δ鍵和3個δ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）晶胞的一個平面的長與寬不相等，所以1個Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-有4個，而不是6個．

解答：解：（1）根據等電子體原理可知，O₂²⁺的電子式 ，在1個O₂²⁺含有2個π鍵，故1 mol O₂²⁺中，含有2N_A個 π鍵，故答案為：；2N_A；
（2）Cu為29號元素，要注意3d軌道寫在4s軌道的前面同時還有就是它的3d結構，Cu⁺的基態電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（3）通過丙烯氰的結構可以知道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；故答案為：sp雜化、sp²雜化；3；
（4）依據晶胞示意圖可以看出，晶胞的一個平面的長與寬不相等，再由圖中體心可知1個Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-有4個，而不是6個，要特別注意題給的信息，故答案為：4．

點評：本題以“有機合成工業的一種原料乙炔”為背景素材，將“物質結構與性質”選修課程模塊的相關內容融合于一體，分別考查了學生對等電子體、Cu⁺基態核外電子排布、原子軌道雜化類型、分子空間結構、NaCl晶體類似的CaC₂晶體的晶胞結構、1mol O₂²⁺中π鍵的數目等知識的掌握和應用能力．本題基礎性較強，重點特出，材料串聯較好．