Question

水是生命之源，它與我們的生活密切相關。在化學實驗和科學研究中，水也是一種常用的試劑。

（1）水分子中氧原子在基態時核外電子排布式為                            ；

（2）寫出與H₂O分子互為等電子體的微粒                               （填2種）。

（3）水分子在特定條件下容易得到一個H^＋，形成水合氫離子（H₃O^＋）。下列對上述過程的描述不合理的是       ；

A．氧原子的雜化類型發生了改變           B．微粒的形狀發生了改變

C．微粒的化學性質發生了改變             D．微粒中的鍵角發生了改變

（4）下列是鈉、碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞圖(未按順序排序)。與冰的晶體類型相同的是

                   (請用相應的編號字母填寫)；

      

A                B            C            D               E

（5）在冰晶體中，每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵，已知冰的升華熱是51 kJ/mol，除氫鍵外，水分子間還存在范德華力(11 kJ/mol)，則冰晶體中氫鍵的“鍵能”是      kJ/mol；

（6）將白色的無水CuSO₄溶解于水中，溶液呈藍色，是因為生成了一種呈藍色的配合離子。請寫出生成此配合離子的離子方程式：                                         。

 

Answer 1

【答案】

（1）1S²2S²2P⁴ (1分)   （2）H₂S、NH₂^－(2分) （3）A (1分)   （4）BC (2分)

（5）20 (1分) （6）Cu²⁺+4H₂O＝[Cu(H₂O)₄]²⁺(1分)

【解析】

試題分析：（1）氧原子的核電荷數是8，根據構造原理可知外圍電子有6個電子，2s能級上有2個電子，2p能級上有4個電子，所以水分子中氧原子在基態時核外電子排布式為1S²2S²2P⁴。

（2）原子個數相等、價電子數相等的微粒為等電子體。水分子含有3個原子、8個價電子，因此與水互為等電子體的微粒有：H₂S、NH₂^-。

（3）A、水分子中氧原子含有2個共價單鍵和2個孤電子對，其空間構型是V型，所以水中氧的雜化為sp³，H₃O⁺中氧的雜化為sp³，則氧原子的雜化類型沒有改變，故A不正確B、水分子為V型，H₃O⁺為三角錐型，則微粒的形狀發生了改變，故B合理；C、因結構不同，則性質不同，微粒的化學性質發生了改變，故C合理；D、水分子為V型，鍵角是104.5°。H₃O⁺為三角錐型，微粒中的鍵角發生了改變，故D合理，因此答案為：A；

（4）冰屬于分子晶體，根據微粒的晶胞結構特點可知，A是離子晶體氯化鈉的晶胞，構成微粒是離子。B為干冰的晶胞圖，構成微粒為分子，屬于分子晶體。C為碘的晶胞圖，構成微粒為碘分子，所以分子晶體；D是原子晶體金剛石的晶胞，構成微粒是原子。E是金屬晶體鈉的晶胞，構成微粒是金屬陽離子和自由電子，則與冰的晶體類型相同的是干冰和碘單質，故答案為：BC。

（5）在冰晶體中，每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵，則根據結構圖可知，1mol水中含有2mol氫鍵，升華熱＝范德華力+氫鍵。由于冰的升華熱是51kJ/mol，水分子間的范德華力是11kJ/mol，所以冰晶體中氫鍵的“鍵能”是(51kJ/mol－11kJ/mol)÷2＝20kJ/mol。

（6）無水硫酸銅溶于水后生成水合銅離子，銅離子提供空軌道，水分子中的氧原子提供孤電子對，形成配位鍵，該配合離子的結構：，生成此配合離子的離子方程式Cu²⁺+4H₂O＝[Cu(H₂O)₄]²⁺。

考點：考查核外電子排布、等電子體、化學鍵、雜化軌道類型、分子空間結構、晶胞結構、氫鍵、配位健