Question

（2010?江苏）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中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为

；1mol O₂²⁺中含有的π键数目为

2N_A

．
（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

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ 或[Ar]3d¹⁰

．
（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

sp杂化、sp²杂化

；分子中处于同一直线上的原子数目最多为

3

．
（4）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如右图所示），但CaC₂晶体中含有的中哑铃形C₂^2-的存在，使晶胞沿一个方向拉长．CaC₂晶体中1个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-数目为

4

．

Answer 1

分析：（1）等电子体的结构相似，故O₂²⁺的电子式与C₂^2-的电子式相似，含有2个π键；
（2）Cu为29号元素，Cu⁺的基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（3）丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分别形成2个δ键和3个δ键，故碳原子的杂化轨道类型为sp和sp²杂化，与sp杂化的C原子直接相连的原子有C和N，故同在一条直线上有3个原子；
（4）晶胞的一个平面的长与宽不相等，所以1个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-有4个，而不是6个．

解答：解：（1）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2N_A个 π键，故答案为：；2N_A；
（2）Cu为29号元素，要注意3d轨道写在4s轨道的前面同时还有就是它的3d结构，Cu⁺的基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（3）通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp²杂化，与sp杂化的C原子直接相连的原子有C和N，故同在一条直线上有3个原子；故答案为：sp杂化、sp²杂化；3；
（4）依据晶胞示意图可以看出，晶胞的一个平面的长与宽不相等，再由图中体心可知1个Ca²⁺周围距离最近的C₂^2-有4个，而不是6个，要特别注意题给的信息，故答案为：4．

点评：本题以“有机合成工业的一种原料乙炔”为背景素材，将“物质结构与性质”选修课程模块的相关内容融合于一体，分别考查了学生对等电子体、Cu⁺基态核外电子排布、原子轨道杂化类型、分子空间结构、NaCl晶体类似的CaC₂晶体的晶胞结构、1mol O₂²⁺中π键的数目等知识的掌握和应用能力．本题基础性较强，重点特出，材料串联较好．