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水分子能通过氢键彼此结合成(H2O)n。在冰中,水分子通过“氢键”相互连接成无限结构,其中每个水分子都被4个水分子包围形成变形的正四面体,如下图所示。

(1)水由液态凝结成冰时体积膨胀,其原因是“氢键”具有________性和_________性。

(2)1 mol冰中含有________mol“氢键”。

(3)在冰中,除“氢键”外,还存在范德华力(11 kJ·mol-1)。已知冰的升华热是51 kJ·mol-1,则冰中“氢键”的键能是__________ kJ·mol-1

解析:(1)水由液态凝结成冰时体积膨胀,这是氢键所具有的方向性和饱和性引起的。(2)每个氢键都是由两个H2O分子一起形成的,必须切割成两份后均分给形成它的H2O分子。所以,一个H2O分子形成的氢键数为4×1/2=2,进一步可知1 mol冰含有氢键的物质的量为2mol。(3)每摩尔冰升华时,破坏范德华力吸收了11 kJ的热量,其余吸收的热量用于破坏2mol氢键。破坏1mol氢键吸收的热量为(51 kJ-11 kJ)÷2=20 kJ,则氢键的键能为20 kJ·mol-1

答案:(1)方向 饱和 (2)2 (3)20


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科目:高中化学 来源: 题型:

水分子间因存在“氢键”的作用而彼此结合形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体,通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体,其结构示意图如下图所示,试填空。

(1)1 mol冰中有___________ mol“氢键”。

(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的微粒,其电离方程式为_________________。

(3)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(℃)则x、y、z的大小关系是__________。

(4)实验测得冰中氢键的作用能为18.8 kJ·mol-1,而冰的熔化热为5.0 kJ·mol-1,这说明______________________________。

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