Question

水是生命之源，它與我們的生活密切相關(guān)．在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究中，水也是一種常用的試劑．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）水分子中氧原子在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為

 

；
（2）H₂O分子中氧原子采取的是

 

雜化．寫(xiě)出與H₂O分子互為等電子體的微粒

 

．（寫(xiě)一個(gè)即可）
（3）水分子容易得到一個(gè)H⁺形成水合氫離子（H₃O⁺）．對(duì)上述過(guò)程的下列描述不合理的是

 

．
A．氧原子的雜化類型發(fā)生了改變         B．微粒的形狀發(fā)生了改變
C．水分子仍保留它的化學(xué)性質(zhì)           D．微粒中的鍵角發(fā)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(qǐng)用相應(yīng)的編號(hào)填寫(xiě)）

（5）在冰晶體中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)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(wú)水CuSO₄溶解于水中，溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)樯�成了一種呈藍(lán)色的配合離子．請(qǐng)寫(xiě)出生成此配合離子的離子方程式：

 

．
（7）已知下列元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)：H：2.1，O：3.5，F(xiàn)：4.0．OF₂與水的立體結(jié)構(gòu)相似，但水分子的極性比OF₂強(qiáng)得多，其原因有：①OF₂中氧原子上有兩對(duì)孤對(duì)電子，抵消了F一O鍵中共用電子對(duì)偏向F而產(chǎn)生的極性；②從電負(fù)性上看，

 

（8）分析下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)寫(xiě)出你的最具概括性的結(jié)論：

鍵型	鍵能 （kJ/mol）	鍵長(zhǎng) （pm）	分子	鍵角	物質(zhì)	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）
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(shù)是8；
（2）根據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷雜化方式；根據(jù)原子數(shù)目和價(jià)電子數(shù)目來(lái)分析等電子體；
（3）水中氧的雜化為sp³，H₃O⁺中氧的雜化為sp³，據(jù)此解答；
（4）冰屬于分子晶體，利用晶胞圖來(lái)判斷晶體的構(gòu)成微粒，以此來(lái)分析；
（5）升華熱=范德華力+氫鍵，利用均攤法計(jì)算水分子與氫鍵的關(guān)系，結(jié)合升華熱、范德華力計(jì)算氫鍵鍵能；
（6）硫酸銅溶于水，銅離子與水生成了呈藍(lán)色的配合離子[Cu（H₂O）₄]²⁺，該絡(luò)合離子為平面正方形；
（7）根據(jù)元素之間電負(fù)性差值分析；
（8）鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，熔沸點(diǎn)越高，分子間作用力越大．

解答：解：（1）氧的原子序數(shù)是8，基態(tài)時(shí)核外電子排布式為1s²2s²2p⁴，故答案為：1s²2s²2p⁴；
（2）水分子中O原子的價(jià)層電子數(shù)=2+

1

2

（6-2×1）=4，且含有2對(duì)孤電子對(duì)，所以采取SP³方式雜化；H₂O分子中的原子數(shù)為3，價(jià)電子數(shù)為10，H₂S、NH₂^-的原子數(shù)目均為3，價(jià)電子數(shù)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(méi)有改變，故A錯(cuò)誤；
B．水分子為V型，H₃O⁺為三角錐型，則微粒的形狀發(fā)生了改變，故B正確；
C．因結(jié)構(gòu)不同，則性質(zhì)不同，微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)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(fā)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(gòu)成微粒為分子，C為碘的晶胞圖，構(gòu)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(jù)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(wú)水CuSO₄溶解于H₂O中，溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)樯�成了一種呈藍(lán)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(fù)性差大于氧與氟的電負(fù)性差，電負(fù)性的差越小，其極性越弱，故答案為：氧與氫的電負(fù)性差大于氧與氟的電負(fù)性差；
（8）氫化物的中心原子半徑越大、鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，分子越易斷鍵；氫化物氫原子間相離越遠(yuǎn)、分子越對(duì)稱，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)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(zhǎng)越長(zhǎng)（短），分子越易（難）斷鍵；上述氫化物氫原子間相離越遠(yuǎn)、分子越對(duì)稱，分子間作用越弱．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了晶胞的計(jì)算、電子排布圖的書(shū)寫(xiě)等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是計(jì)算氫鍵的鍵能，會(huì)運(yùn)用均攤法計(jì)算晶胞是解本題的關(guān)鍵，難度較大．