Question

CaC₂可用于固氮：CaC₂+N₂

1100℃  .

CaCN₂+C，CaCN₂和水反应可生成NH₃．
（1）写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层电子排满的基态原子的电子排布式

 

．
（2）C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是

 

      
（3）NH₃中N原子的杂化方式为；根据价层电子对互斥理论推测CO₃^2-的空间构型为

 

．
（4）CaCN₂中阴离子为CN₂^2-，与CN₂^2-互为等电子体的分子有

 

（用化学式任定一种）；写出CaCN₂发生水解反应的化学方程式

 

．
（5）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图所示），其晶胞的边长为a×10^-7cm，则该晶体的密度为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,“等电子原理”的应用,晶胞的计算

专题：

分析：（1）Ca位于第四周期、最外层电子数为2，最外层电子数为2、内层排满电子的第四周期元素原子是Zn，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（2）同周期元素从左向右，第一电离能总体趋势增大，但IIA和VA反常，第一电离能：C＜O＜N；
（3）NH₃中N形成3个δ键，还有1对孤对电子，N杂化类型为sp³；CO₃^2-中C价层电子对数=

4+0×3+2

2

=3，C与3个O成键，空间构型为平面三角形；
（4）等电子体原子数相同、价电子数相同．C^2-与O原子数相等，所以与CN₂^2-互为等电子体的分子有N₂O，N₂与CO互为等电子体，与N₂O互为等电子体的分子有CO₂、BeCl₂等；CaCN₂与水生成NH₃，同时生成CaCO₃；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑；
（5）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似，该晶胞中含有Ca为12×

1

4

+1=4；一个晶胞中含有4个CaC₂；则该晶体的密度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、最外层电子数为2，最外层电子数为2、内层排满电子的第四周期元素原子是Zn，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（2）同周期元素从左向右，第一电离能总体趋势增大，但IIA和VA反常，第一电离能：C＜O＜N；δ
故答案为：C＜O＜N；
（3）NH₃中N形成3个δ键，还有1对孤对电子，N杂化类型为sp³；CO₃^2-中C价层电子对数=

4+0×3+2

2

=3，C与3个O成键，空间构型为平面三角形；故答案为：平面三角形；
（4）等电子体原子数相同、价电子数相同．C^2-与O原子数相等，所以与CN₂^2-互为等电子体的分子有N₂O，N₂与CO互为等电子体，与N₂O互为等电子体的分子有CO₂、BeCl₂等；CaCN₂与水生成NH₃，同时生成CaCO₃；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑；
故答案为：N₂O；CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑；
（5）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似，该晶胞中含有Ca为12×

1

4

+1=4；一个晶胞中含有4个CaC₂；则该晶体的密度ρ=

m

V

=

4×84

(a×10-7)3

g/cm³=

336

a3×10-21

g/cm³；故答案为：

336

a3×10-21

g/cm³．

点评：本题考查核外电子排布式 第一电离能 中心原子杂化类型 离子空间构型 等电子体 化学方程式的书写，难度不大．