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）水分子中氧原子外围电子排布图为______；
（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⁺）．下列对上述水变为H₃O⁺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
（3）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______（请用相应的编号填写）

（4）如图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是______；

（5）在冰晶体中，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______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．请用配位键写出该配合离子的结构：______．

Answer 1

【答案】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）水中氧的杂化为sp³，H₃O⁺中氧的杂化为sp³；
（3）冰属于分子晶体，利用晶胞图来判断晶体的构成微粒，以此来分析；
（4）根据氯化钠晶体中钠离子或氯离子的配位数判断其结构图是否正确，钠离子或氯离子的配位数都是6；
（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；
（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．
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）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；
故答案为：A；
（3）冰属于分子晶体，由晶胞图可知，B为干冰的晶胞图，构成微粒为分子，C为碘的晶胞图，构成微粒为碘分子，则与冰的晶体类型相同的是BC，故答案为：BC；
（4）由于在NaCl晶体中，每个Na⁺周围同时吸引着最近的等距离的6个Cl^-同样每个Cl^-周围同时吸引着最近的等距离的6个Na⁺，图B中符合条件，图C中选取其中一个离子，然后沿X、Y、Z三轴切割得到6个等距离的且最近的带相反电荷的离子，所以其配位数也是6，故选BC；
（5）冰的升华热是51kJ/mol，水分子间还存在范德华力（11kJ/mol），根据图象知，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；
（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：，
故答案为．
点评：本题考查了晶胞的计算、电子排布图的书写等知识点，难点是计算氢键的键能，会运用均摊法计算晶胞是解本题的关键，难度较大．