Question

19．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．根据下列信息回答问题：
（1）基态氧原子价层电子的电子排布图为
（2）写出两种与H₂O分子互为等电子体的微粒H₂S、NH₂^-
（3）下列关于水的说法正确的是BC．
A、纯水呈中性，所以在任何条件下纯水的pH均为7；
B、水分子是由极性键构成的极性分子；
C、水在化学反应中可以作氧化剂，也可以作还原剂；
D、水分子中既含σ键，又含有π键；
（4）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．微粒的空间构型发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变
D．微粒的未成键电子对发生了改变
（5）在冰中，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55kJ/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力（13kJ/mol），则冰晶体中氢键的“键能”是20kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）氧原子外围电子有6个电子，2s能级上有2个电子，2p能级上有4个电子，据此写出氧原子外围电子排布图；
（2）根据原子数目和价电子数目来分析等电子体；
（3）A、常温纯水pH=7，水电离时吸热过程，升温平衡正向进行，溶液pH减小；
B、水分子只含有H-O极性键，水分子为V型，构成极性分子；
C、水在化学反应中化合价可以升高也可以降低；
D、水分子中无双键；
（4）水中氧的杂化为sp³，H₃O⁺中氧的杂化为sp³；
（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）氧原子外围电子有6个电子，2s能级上有2个电子，2p能级上有4个电子，其外围电子排布图为，
故答案为：；
（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、常温纯水pH=7，水电离时吸热过程，升温平衡正向进行，溶液pH减小，如100℃，纯水pH=6，故A错误；
B、水分子只含有H-O极性键，水分子为V型，构成的极性分子，故B正确；
C、水在化学反应中化合价可以升高也可以降低，所以可以作氧化剂，也可以作还原剂，故C正确；
D、水分子中无双键，所以无π键，故D错误；
故选BC；
（4）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，未成键电子对为2对，H₃O⁺为三角锥型，未成键电子对为1对，所以微粒中未成键电子对发生了改变，故D正确；
故答案为：A；
（5）冰的升华热是51kJ/mol，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），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 本题考查物质结构与性质，明确原子序数、电子排布、等电子体、空间构型、分子极性的判断等知识即可解答，难度较大．