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．請回答下列問題：
（1）水分子中氧原子在基態時核外電子排布式為

 

；
（2）H₂O分子中氧原子采取的是

 

雜化．寫出與H₂O分子互為等電子體的微粒

 

．（寫一個即可）
（3）水分子容易得到一個H⁺形成水合氫離子（H₃O⁺）．對上述過程的下列描述不合理的是

 

．
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．水分子仍保留它的化學性質           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

 

（請用相應的編號填寫）

（5）在冰晶體中，每個水分子與相鄰的4個水分子形成氫鍵（如圖所示），已知冰的升華熱是51kJ/mol，除氫鍵外，水分子間還存在范德華力（11kJ/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：

 

．
（7）已知下列元素的電負性數據：H：2.1，O：3.5，F：4.0．OF₂與水的立體結構相似，但水分子的極性比OF₂強得多，其原因有：①OF₂中氧原子上有兩對孤對電子，抵消了F一O鍵中共用電子對偏向F而產生的極性；②從電負性上看，

 

（8）分析下表數據，請寫出你的最具概括性的結論：

鍵型	鍵能 （kJ/mol）	鍵長 （pm）	分子	鍵角	物質	熔點（℃）	沸點（℃）
H-C	413	109		109.5°	甲烷	-183.7	-128.0
H-N	391	101		107°	氨	-77.7	-33.3
H-O	467	96		104.5°	水	0.0	100.0

①

 

；②

 

．

Answer 1

分析：（1）氧的原子序數是8；
（2）根據價電子對互斥理論判斷雜化方式；根據原子數目和價電子數目來分析等電子體；
（3）水中氧的雜化為sp³，H₃O⁺中氧的雜化為sp³，據此解答；
（4）冰屬于分子晶體，利用晶胞圖來判斷晶體的構成微粒，以此來分析；
（5）升華熱=范德華力+氫鍵，利用均攤法計算水分子與氫鍵的關系，結合升華熱、范德華力計算氫鍵鍵能；
（6）硫酸銅溶于水，銅離子與水生成了呈藍色的配合離子[Cu（H₂O）₄]²⁺，該絡合離子為平面正方形；
（7）根據元素之間電負性差值分析；
（8）鍵長越短，鍵能越大，熔沸點越高，分子間作用力越大．

解答：解：（1）氧的原子序數是8，基態時核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故答案為：1s²2s²2p⁴；
（2）水分子中O原子的價層電子數=2+

1

2

（6-2×1）=4，且含有2對孤電子對，所以采取SP³方式雜化；H₂O分子中的原子數為3，價電子數為10，H₂S、NH₂^-的原子數目均為3，價電子數目均為10，則與水互為等電子體，故答案為：sp³；H₂S、NH₂^-；
（3）A．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錯誤；
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正確；
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正確；
D．水分子為V型，H₃O⁺為三角錐型，微粒中的鍵角發生了改變，故D正確；
故答案為：A；
（4）冰屬于分子晶體，由晶胞圖可知，B為干冰的晶胞圖，構成微粒為分子，C為碘的晶胞圖，構成微粒為碘分子，則與冰的晶體類型相同的是BC，故答案為：BC；
（5）冰的升華熱是51kJ/mol，水分子間還存在范德華力（11kJ/mol），根據圖象知，1mol水中含有2mol氫鍵，升華熱=范德華力+氫鍵，所以冰晶體中氫鍵的“鍵能”是20kJ/mol，故答案為：20；
（6）將白色的無水CuSO₄溶解于H₂O中，溶液呈藍色，是因為生成了一種呈藍色的配合離子，生成此配合離子的離子方程式：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺，
故答案為：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺；
（7）氧與氫的電負性差大于氧與氟的電負性差，電負性的差越小，其極性越弱，故答案為：氧與氫的電負性差大于氧與氟的電負性差；
（8）氫化物的中心原子半徑越大、鍵長越長，分子越易斷鍵；氫化物氫原子間相離越遠、分子越對稱，物質的熔沸點越低，分子間作用越弱，
故答案為：上述氫化物的中心原子半徑越大、鍵長越長（短），分子越易（難）斷鍵；上述氫化物氫原子間相離越遠、分子越對稱，分子間作用越弱．

點評：本題考查了晶胞的計算、電子排布圖的書寫等知識點，難點是計算氫鍵的鍵能，會運用均攤法計算晶胞是解本題的關鍵，難度較大．