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）写出与H₂O分子互为等电子体的微粒H₂S、NH₂^-（填2种）．
（2）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
（3）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；
（4）两个水分子电离出H₃O⁺和OH^-，液氨中也存在类似的电离，写出液氨的电离方程式：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-
（5）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：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺．

Answer 1

分析 （1）原子个数相等、价电子个数相等的微粒互为等电子体；
（2）A．水分子和水合氢离子中O原子都是sp³杂化；           
B．水分子为V型，H₃O⁺为三角锥型；
C．水分子在特定条件下容易得到一个H⁺，形成水合氢离子（H₃O⁺），此过程中由分子变成了离子，二者不是同种微粒，所以化学性质不同；             
D．水分子为V型，H₃O⁺为三角锥型，据此确定键角；
（3）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；
（4）根据水的电离书写液氨的电离方程式；
（5）硫酸铜溶于水，铜离子与水生成了呈蓝色的配合离子[Cu（H₂O）₄]²⁺，该络合离子为平面正方形．

解答 解：（1）原子个数相等、价电子个数相等的微粒互为等电子体，与水分子互为等电子体的微粒有H₂S、NH₂^-，故答案为：H₂S、NH₂^-；
（2）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不合理；
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，H₃O⁺为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，故D合理；
故选A；
（3）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；
（4）液氨类似于水的电离，已知水的电离方程式可写为2H₂O?H₃O⁺+OH^-，则液氨的电离方程式为2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，
故答案为：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；
（5）将白色的无水CuSO₄溶解于H₂O中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配合离子，生成此配合离子的离子方程式：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺，
故答案为：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺．

点评 本题考查较综合，涉及配合物的形成、弱电解质的电离、微粒空间构型及原子杂化方式判断、等电子体等知识点，为高频考点，熟练掌握原子杂化方式判断及微粒空间构型判断，难点是（3）中氢键的计算，题目难度中等．