Question

16．水是生命之源，它与我们的生活密切相关．在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂．
（1）水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为1s²2s²2p⁴；
（2）写出与H₂O分子互为等电子体的微粒H₂S、NH₂^-（填2种）．
（3）水分子在特定条件下容易得到一个H⁺，形成水合氢离子（H₃O⁺）．下列对上述过程的描述不合理的是A．
A．氧原子的杂化类型发生了改变       B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变         D．微粒中的键角发生了改变
（4）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图（未按顺序排序）．与冰的晶体类型相同的是BC（请用相应的编号填写）

（5）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键（如图所示），已知冰的升华热是51kJ/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），则冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）根据O原子核外有8个电子，据此分析解答；
（2）根据原子数目和价电子数目来分析等电子体；
（3）水中氧的杂化为sp³，H₃O⁺中氧的杂化为sp³，据此解答；
（4）冰属于分子晶体，利用晶胞图来判断晶体的构成微粒，以此来分析；
（5）升华热=范德华力+氢键，利用均摊法计算水分子与氢键的关系，结合升华热、范德华力计算氢键键能．

解答 解：（1）水分子中氧原子的核外电子数为8，氧原子在基态时核外电子排布式为1s²2s²2p⁴，故答案为：1s²2s²2p⁴；
（2）H₂O分子中的原子数为3，价电子数为10，H₂S、NH₂^-的原子数目均为3，价电子数目均为10，则与水互为等电子体，故答案为：H₂S、NH₂^-；
（3）A．水中氧的杂化为sp³，H₃O⁺中氧的杂化为sp³，则氧原子的杂化类型没有改变，故A错误；
B．水分子为V型，H₃O⁺为三角锥型，则微粒的形状发生了改变，故B正确；
C．因结构不同，则性质不同，微粒的化学性质发生了改变，故C正确；
D．水分子为V型，H₃O⁺为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，故D正确；
故答案为：A；
（4）冰属于分子晶体，由晶胞图可知，B为干冰的晶胞图，构成微粒为分子，C为碘的晶胞图，构成微粒为碘分子，则与冰的晶体类型相同的是BC，故答案为：BC；
（5）冰的升华热是51kJ/mol，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），根据图象知，1mol水中含有2mol氢键，升华热=范德华力+氢键，所以冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol，故答案为：20．

点评 本题考查了晶胞的计算、电子排布图的书写等知识点，难点是计算氢键的键能，会运用均摊法计算晶胞是解本题的关键，难度较大．