Question

CaC₂可用于固氮：CaC₂+N₂

1100℃  .

CaCN₂+C，CaCN₂和水反應可生成NH₃．
（1）寫出與Ca在同一周期且最外層電子數相同、內層電子排滿的基態(tài)原子的電子排布式

 

．
（2）C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序是

 

      
（3）NH₃中N原子的雜化方式為；根據價層電子對互斥理論推測CO₃^2-的空間構型為

 

．
（4）CaCN₂中陰離子為CN₂^2-，與CN₂^2-互為等電子體的分子有

 

（用化學式任定一種）；寫出CaCN₂發(fā)生水解反應的化學方程式

 

．
（5）CaC₂晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似（如圖所示），其晶胞的邊長為a×10^-7cm，則該晶體的密度為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,判斷簡單分子或離子的構型,“等電子原理”的應用,晶胞的計算

專題：

分析：（1）Ca位于第四周期、最外層電子數為2，最外層電子數為2、內層排滿電子的第四周期元素原子是Zn，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（2）同周期元素從左向右，第一電離能總體趨勢增大，但IIA和VA反常，第一電離能：C＜O＜N；
（3）NH₃中N形成3個δ鍵，還有1對孤對電子，N雜化類型為sp³；CO₃^2-中C價層電子對數=

4+0×3+2

2

=3，C與3個O成鍵，空間構型為平面三角形；
（4）等電子體原子數相同、價電子數相同．C^2-與O原子數相等，所以與CN₂^2-互為等電子體的分子有N₂O，N₂與CO互為等電子體，與N₂O互為等電子體的分子有CO₂、BeCl₂等；CaCN₂與水生成NH₃，同時生成CaCO₃；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑；
（5）CaC₂晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似，該晶胞中含有Ca為12×

1

4

+1=4；一個晶胞中含有4個CaC₂；則該晶體的密度ρ=

m

V

=

4×84

(a×10-7)3

g/cm³=

336

a3×10-21

g/cm³．

解答： 解：（1）Ca位于第四周期、最外層電子數為2，最外層電子數為2、內層排滿電子的第四周期元素原子是Zn，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（2）同周期元素從左向右，第一電離能總體趨勢增大，但IIA和VA反常，第一電離能：C＜O＜N；δ
故答案為：C＜O＜N；
（3）NH₃中N形成3個δ鍵，還有1對孤對電子，N雜化類型為sp³；CO₃^2-中C價層電子對數=

4+0×3+2

2

=3，C與3個O成鍵，空間構型為平面三角形；故答案為：平面三角形；
（4）等電子體原子數相同、價電子數相同．C^2-與O原子數相等，所以與CN₂^2-互為等電子體的分子有N₂O，N₂與CO互為等電子體，與N₂O互為等電子體的分子有CO₂、BeCl₂等；CaCN₂與水生成NH₃，同時生成CaCO₃；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑；
故答案為：N₂O；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑；
（5）CaC₂晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似，該晶胞中含有Ca為12×

1

4

+1=4；一個晶胞中含有4個CaC₂；則該晶體的密度ρ=

m

V

=

4×84

(a×10-7)3

g/cm³=

336

a3×10-21

g/cm³；故答案為：

336

a3×10-21

g/cm³．

點評：本題考查核外電子排布式 第一電離能 中心原子雜化類型 離子空間構型 等電子體 化學方程式的書寫，難度不大．