Question

人民網(wǎng)2012年11月8日西寧電，青海鹽湖海納化工有限公司15萬噸電石項(xiàng)目投產(chǎn)．以電石（CaC₂ ）為原料可生產(chǎn)許多重要的有機(jī)物質(zhì)，電石可由CaO制得（同時還得到一種可燃性氣體物質(zhì)），有關(guān)轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖甲所示，

（1）寫出制備電石及由電石生成乙炔的化學(xué)方程式為

 

、

 

．
（2）基態(tài)Ca²⁺的電子排布式為

 

，上面轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中涉及到的元素中，電負(fù)性最大的元素是

 

，第一電離能最小的元素是

 

．
（3）CHCH、乙烷分子中的碳原子雜化類型分別為

 

、

 

，甲烷的空間構(gòu)型是

 

，該空間構(gòu)型中，鍵角

 

（填＞、＜、=）109°28′．
（4）與CH₂=CH₂相比，CH₂=CHCl屬于易液化的氣體，原因是

 

．
（5）假設(shè)圖乙是電石的晶胞，則一個晶胞中含有

 

個鈣離子，研究表明，亞玲形C₂^2-的存在，使晶胞沿一個方向拉長，則該晶胞中一個Ca²⁺周圍距離相等且最近的C₂^2-有

 

個．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）CaO與焦炭在電爐中生成CaC₂，同時有可燃性CO氣體生成；CaC₂與H₂O反應(yīng)可以生成CH≡CH氣體；
（2）Ca是20號元素，Ca²⁺有18個電子，基態(tài)Ca²⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；根據(jù)元素的電負(fù)性規(guī)律可知，非金屬元素電負(fù)性大于金屬元素，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以電負(fù)性最大的元素是O元素；根據(jù)元素第一電離能的遞變規(guī)律可知，金屬性越強(qiáng)，電離能越小，所以第一電離能最小的元素為Ca元素；
（3）C₂H₂是直線形分子，C原子雜化方式為sp，C₂H₆有兩個甲基組成，甲基是甲烷失去一個氫原子的產(chǎn)物，所以C原子雜化方式為sp³，甲烷的空間構(gòu)型是四面體，鍵角為109°28′；
（4）乙烯與CH₂═CHCl組成和結(jié)構(gòu)相似，都屬于分子晶體，熔沸點(diǎn)較低，但CH₂═CHCl相對分子質(zhì)量大，所以范德華力大；
（5）該晶胞中頂點(diǎn)占

1

8

，棱上占

1

4

，面心占

1

2

，體心占1，Ca²⁺為8×

1

8

+6×

1

2

=4；根據(jù)圖象，晶胞沿一個方向拉長，則該晶胞中一個Ca²⁺周圍距離相等且最近的

C

2- 2

只有同一平面內(nèi)的4個．

解答： 解：（1）CaO與焦炭在電爐中生成CaC₂，同時有可燃性CO氣體生成，化學(xué)方程式為：CaO+3C

電爐

CaC₂+CO↑；CaC₂與H₂O反應(yīng)可以生成CH≡CH氣體，化學(xué)方程式為：CaC₂+2H₂O→CH≡CH↑+Ca（OH）₂，
故答案為：CaO+3C

電爐

CaC₂+CO↑、CaC₂+2H₂O→CH≡CH↑+Ca（OH）₂；
（2）Ca是20號元素，Ca²⁺有18個電子，基態(tài)Ca²⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶；根據(jù)元素的電負(fù)性規(guī)律可知，非金屬元素電負(fù)性大于金屬元素，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以電負(fù)性最大的元素是O元素；根據(jù)元素第一電離能的遞變規(guī)律可知，金屬性越強(qiáng)，電離能越小，所以第一電離能最小的元素為Ca元素，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶、O、Ca；
（3）C₂H₂是直線形分子，C原子雜化方式為sp，C₂H₆有兩個甲基組成，甲基是甲烷失去一個氫原子的產(chǎn)物，所以C原子雜化方式為sp³；甲烷的空間構(gòu)型是四面體；鍵角為109°28′，
故答案為：sp　sp³、正四面體、=；
（4）乙烯與CH₂═CHCl組成和結(jié)構(gòu)相似，都屬于分子晶體，熔沸點(diǎn)較低，但CH₂═CHCl相對分子質(zhì)量大，所以范德華力大，
故答案為：乙烯與CH₂═CHCl均屬于分子晶體且組成結(jié)構(gòu)相似，但后者相對分子質(zhì)量大，范德華力大；
（5）Ca²⁺為位于頂點(diǎn)和面心數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4；根據(jù)圖象，晶胞沿一個方向拉長，則該晶胞中一個Ca²⁺周圍距離相等且最近的

C

2- 2

只有同一平面內(nèi)的4個，
故答案為：4、4．

點(diǎn)評：本題綜合考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、電離能、雜化理論、分子結(jié)構(gòu)、晶胞結(jié)構(gòu)等，難度中等．