Question

【題目】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1種即可）。

（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】 1s22s22p4 H2S或NH2－ A BC 20 Cu2++4H2O＝[Cu(H2O)4]2+

【解析】分析：（1）根據核外電子排布規律書寫；

（2）原子數和價電子數分別都相等的微粒為等電子體；

（3）根據水分析以及水合氫離子中含有的化學鍵類型、空間構型判斷；

（4）根據冰是分子晶體判斷；

（5）根據升華熱＝范德華力+氫鍵判斷；

（6）根據銅離子能與水分子形成配位鍵分析。

詳解：（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）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，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，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，C正確；

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，D正確，答案選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，答案選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，則生成此配合離子的離子方程式Cu2++4H2O＝[Cu(H2O)4]2+。