题目内容

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.

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.

练习册系列答案
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(2)天然水的净化通常有混凝法和化学软化法,二者的区别是水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来,而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子;
(3)若用阳离子交换树脂(HR)将硬水软化,发生的反应可表示为:Ca2++2HR=CaR2+2H+或Mg2++2HR=MgR2+2H+(写一个即可);
(4)明矾曾一直作为常用的净水剂,如今却慢慢褪出历史舞台.作为净水剂的后起之秀--复合聚合侣铁这一新型水处理剂正越来越多的应用于生活饮用水、工业给水.它的净水效果远优于一般的净水剂.下列说法正确的是AD;
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B.复合聚合侣铁所带电荷高,形成胶粒对水中杂质吸附能力强,所以净水效果好
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D.优质净水剂的选择标应该是无毒且能吸附水中的悬浮胶粒
(5)净化后的水还需杀菌消毒才能饮用,考虑到Cl2可能残留带来的危宝害,无残留的ClO2开始广浮用于自来水消毒.如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,则Cl2和ClO2的消毒效率之比为27:71(填最简整数比).
(6)在人们环保意识急剧增强的念天,污水随意排放的局面即将成为历史,先处理达标而后排放是大势所趋.某含氰废水选择ClO2处理,ClO2可将CN-转化成两种无毒气体,该反应的离子方程式为2ClO2+2CN-=2CO2↑+N2↑+2Cl-

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