Question

15．已知碳元素能形成多種金屬碳化物，如碳化鈣，俗稱為電石．
（1）電石（CaC₂）是用CaO與焦炭在電爐中加強熱反應(yīng)生成的，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式CaO+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaC₂+CO，CaC₂中含有化學(xué)鍵的類型為離子鍵和非極性共價鍵，C₂^2-與N₂互為等電子體，C₂^2-的電子式可表示為，其中α鍵和π鍵數(shù)目之比為1：2．
（2）已知MgO、CaO的熔點分別為2852℃、2614℃，分析熔點差異的原因是氧化鎂的晶格能大于氧化鈣．
（3）苯丙氨酸是一種重要的氨基酸，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中第一電離能最大的原子價電子排布式是s²sp³，其中碳原子的雜化方式有sp²、sp³．
（4）已知CaF₂晶體（如圖2，Ca²⁺處于面心）的密度為ρg/cm³，N_A為阿伏加德常數(shù)，相鄰的兩個Ca²⁺的核間距為a cm，則CaF₂的摩爾質(zhì)量（M）可以表示為$\frac{{a}^{3}ρ{N}_{A}}{4}$g/mol．

Answer 1

分析 （1）CaO與焦炭在電爐中加強熱反應(yīng)生成的，化學(xué)反應(yīng)方程式為：CaO+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaC₂+CO；CaC₂中含有化學(xué)鍵的類型為離子鍵和非極性共價鍵；C₂^2-含有C≡C鍵，電子式為；中含有1個σ和2個π；
（2）MgO、CaO兩者都是離子晶體，晶格能的大小不同，導(dǎo)致熔沸點的不同；
（3）苯丙氨酸是一種重要的氨基酸，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中第一電離能最大的原子是氮原子，價電子排布式是2s²sp³；苯環(huán)和羧基上的碳是sp²雜化，其余碳是sp³雜化；
（4）根據(jù)ρV=$\frac{M}{{N}_{A}}$計算相對分子質(zhì)量．

解答 解：（1）CaO與焦炭在電爐中加強熱反應(yīng)生成的，化學(xué)反應(yīng)方程式為：CaO+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaC₂+CO；CaC₂中含有化學(xué)鍵的類型為離子鍵和非極性共價鍵；C₂^2-含有C≡C鍵，電子式為，α鍵和π鍵數(shù)目之比為1：2，故答案為：CaO+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaC₂+CO；離子鍵和非極性共價鍵；；1：2；
（2）MgO、CaO兩者都是離子晶體，鎂離子的半徑小鈣離子的半徑，因為氧化鎂的晶格能大于氧化鈣，所以MgO的熔點高于CaO的熔點，故答案為：氧化鎂的晶格能大于氧化鈣；
（3）苯丙氨酸是一種重要的氨基酸，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中第一電離能最大的原子是氮原子，價電子排布式是2s²sp³；苯環(huán)和羧基上的碳是sp²雜化，其余碳是sp³雜化，故答案為：2s²sp³；sp²、sp³；
（4）該晶胞中含有鈣離子個數(shù)=$\frac{1}{8}$×8+$\frac{1}{2}$×6=4，根據(jù)一個晶胞的質(zhì)量為ρV=$\frac{M}{{N}_{A}}$，Ca的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上和其相對分子質(zhì)量是相等的，即M=ρVN_A=$\frac{{a}^{3}ρ{N}_{A}}{4}$，故答案為：$\frac{{a}^{3}ρ{N}_{A}}{4}$．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，綜合性強，涉及核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶格能、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、雜化軌道、等電子體、晶胞計算等，側(cè)重對主干知識的考查，需要學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識，題目難度中等．