Question

[化学-物质结构与性质]
氨和水都是常用的试剂．请回答下列问题：
（1）氮元素基态原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为______．
（2）NH₃分子可结合一个H⁺形成铵根离子(N

H

+4

)．
①NH₃分子中N原子的杂化类型是______．
②NH₃分子与H⁺结合的过程中未发生改变的是______．（填序号）
a．微粒的空间构型   b．N原子的杂化类型   c．H-N-H的键角
（3）将氨气通入CuSO₄溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液．该过程中微粒的变化是：[Cu（H₂O）₆]²⁺→Cu（OH）₂→[Cu（NH₃）₄]²⁺．[Cu（H₂O）₆]²⁺和[Cu（NH₃）₄]²⁺中共同含有的化学键类型是______．
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则冰晶体中氢键的“键能”是______kJ?mol^-1（已知冰的升华热是51kJ?mol^-1，水分子间范德华力的能量为11kJ?mol^-1）；水变成冰晶体时，密度减小的主要原因是______．

Answer 1

（1）N原子的核外电子排布式为1s²2s²2p³，s能级有1个轨道，1s、2s电子为成对电子，2p能级有3个轨道，3个电子各占据1个轨道，是未成对电子，故未成对电子数与成对电子数之比为3：4，故答案为：3：4；
（2）①NH₃分子中N原子呈3个N-H，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp³杂化，故答案为：sp³；
②NH₃分子是三角锥型，NH₄⁺是正四面体型，键角不变，NH₄⁺中N原子呈4个N-H，杂化轨道数目为4，采取sp³杂化，都采取sp³杂化，故答案为：b；
（3）铜离子与水分子、氨气分子之间形成配位键，水分子中O-H键、氨分子中N-H键都是共价键，
故答案为：共价键、配位键；
（4）每个氢键为1个水分子提供

1

2

，故1mol冰中含有2mol氢键，令氢键的具有的能量为E kJ/mol，则：
2E kJ/mol+11kJ/mol=51kJ/mol，解得E=20，
由于氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙，故冰的密度小于水，
故答案为：20；氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙．