Question

1．CaC₂可用于固氮：CaC₂+N₂$\frac{\underline{\;1100℃\;}}{\;}$CaCN₂+C，CaCN₂（氰氨化鈣）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、內層排滿電子的基態原子的電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²．
（2）C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序是C＜O＜N．
（3）NH₃中N原子的雜化方式為sp³；根據價層電子對互斥理論推測CO${\;}_{3}^{2-}$的空間構型為平面正三角形．
（4）CaCN₂中陰離子為CN${\;}_{2}^{2-}$，與CN${\;}_{2}^{2-}$互為等電子體的分子有N₂O（填寫一種化學式即可）；寫出CaCN₂水解反應的化學方程式：CaCN₂ +3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑．

Answer 1

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=$\frac{4+0×3+2}{2}$=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↑．

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；
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=$\frac{4+0×3+2}{2}$=3，C與3個O成鍵，空間構型為平面三角形；故答案為：sp³；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↑．

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．