Question

[物质结构与性质]

已知碳元素能形成多种金属碳化物，如碳化钙，俗称为电石。

（1）电石（CaC₂）是用CaO与焦炭在电炉中加强热反应生成的，写出此反应的化学方程式                                               ，CaC₂中含有化学键的类型为         ，C₂^2－与N₂互为等电子体，C₂^2－的电子式可表示为              ，其中σ键和π键数目之比为       。

（2）已知MgO、CaO的熔点分别为2852℃、2614℃，分析熔点差异的原因是                   。

（3）苯丙氨酸是一种重要的氨基酸，其结构如图所示，分子中第一电离能最大的原子价电子排布式是            ，其中碳原子的杂化方式有            。

（4）已知CaF₂晶体（如图，Ca^2＋处于面心）的密度为ρg/cm³，N_A为阿伏加德常数，相邻的两个Ca^2＋的核间距为a cm，则CaF₂的摩尔质量（M）可以表示为       g/mol。

Answer

（1）CaO+3CCaC2+CO↑；离子键和共价键；；1:2

（2）MgO、CaO均属于离子晶体，离子晶体的熔点取决于晶格能的大小，因镁离子半径比钙离子半径小，故晶格能MgO大于CaO，所以MgO的熔点大于CaO。（3）2s22p3；sp2和sp3；（4）a3ρNA

【解析】

试题分析：

（1）电石制备化学方程式为：CaO+3CCaC2+CO↑；CaC2中含有离子键和共价键；根据等电子原理可知C22－的电子式为，其中σ键和π键数目之比为1:2。

（2）MgO、CaO均属于离子晶体，离子晶体的熔点取决于晶格能的大小，因镁离子半径比钙离子半径小，故晶格能MgO大于CaO，所以MgO的熔点大于CaO。

（3）苯丙氨酸分子中含有C、H、O、N四种元素，分子中第一电离能最大的原子是N，其价电子排布式为2s22p3；分子中碳原子有双键碳和单键碳，故杂化方式为sp2和sp3；

（4）该立方体中钙离子位于顶点，数目为：8×+6×=4，氟离子位于体内，数目为8，则晶胞摩尔质量为4M，两个Ca2+的核间距为acm，晶胞边长为acm，ρ•（•a）3=，M=a3•ρ•NA。