Question

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                            ；

（2）写出与H₂O分子互为等电子体的微粒                               （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．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

                   (请用相应的编号字母填写)；

      

A                B            C            D               E

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

（6）将白色的无水CuSO₄溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式：                                         。

 

Answer 1

【答案】

（1）1S²2S²2P⁴ (1分)   （2）H₂S、NH₂^－(2分) （3）A (1分)   （4）BC (2分)

（5）20 (1分) （6）Cu²⁺+4H₂O＝[Cu(H₂O)₄]²⁺(1分)

【解析】

试题分析：（1）氧原子的核电荷数是8，根据构造原理可知外围电子有6个电子，2s能级上有2个电子，2p能级上有4个电子，所以水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为1S²2S²2P⁴。

（2）原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体。水分子含有3个原子、8个价电子，因此与水互为等电子体的微粒有：H₂S、NH₂^-。

（3）A、水分子中氧原子含有2个共价单键和2个孤电子对，其空间构型是V型，所以水中氧的杂化为sp³，H₃O⁺中氧的杂化为sp³，则氧原子的杂化类型没有改变，故A不正确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合理；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合理；D、水分子为V型，键角是104.5°。H₃O⁺为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，故D合理，因此答案为：A；

（4）冰属于分子晶体，根据微粒的晶胞结构特点可知，A是离子晶体氯化钠的晶胞，构成微粒是离子。B为干冰的晶胞图，构成微粒为分子，属于分子晶体。C为碘的晶胞图，构成微粒为碘分子，所以分子晶体；D是原子晶体金刚石的晶胞，构成微粒是原子。E是金属晶体钠的晶胞，构成微粒是金属阳离子和自由电子，则与冰的晶体类型相同的是干冰和碘单质，故答案为：BC。

（5）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则根据结构图可知，1mol水中含有2mol氢键，升华热＝范德华力+氢键。由于冰的升华热是51kJ/mol，水分子间的范德华力是11kJ/mol，所以冰晶体中氢键的“键能”是(51kJ/mol－11kJ/mol)÷2＝20kJ/mol。

（6）无水硫酸铜溶于水后生成水合铜离子，铜离子提供空轨道，水分子中的氧原子提供孤电子对，形成配位键，该配合离子的结构：，生成此配合离子的离子方程式Cu²⁺+4H₂O＝[Cu(H₂O)₄]²⁺。

考点：考查核外电子排布、等电子体、化学键、杂化轨道类型、分子空间结构、晶胞结构、氢键、配位健