Question

（13分）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如下图：

（1）一个水分子含_____个孤电子对，水分子能与很多金属离子形成配合物，请写出它与铜离子形成的一种蓝色的配合物离子的化学式为__________。
（2）每个冰晶胞平均占有____个水分子，冰的熔点远低于金刚石熔点的原因是_________­­_________。
（3）实验测得冰中氢键的作用力为18.5 kJ/mol，而冰的熔化热为5.0 kJ/mol，这说明冰熔化成水，氢键_________（填全部或部分）被破坏。
（4）假如冰晶胞边长为a cm，则冰的密度是________________g·cm^-3
（阿伏伽德罗常数用N_A表示）。

Answer 1

（1）  2 　（2分）  [Cu(H₂O)₄]²⁺（2分）
（2）8（2分）；破坏的作用力不同，金刚石融化需要破坏共价键，而冰融化需要破坏氢键（和分子间作用力）（2分）
部分（2分）
144/a³N_A  （3分）

解析试题分析：（1）水分子中O原子最外层含有2个未成对电子，还有2个孤电子对；铜离子形成配合物时的配位数为4，则配合物离子的化学式为；[Cu(H₂O)₄]²⁺。
（2）根据晶胞示意图，可知H₂O分子位置：顶点为8个，面心为6个，晶胞内有4个，根据均摊法，每个冰晶胞平均含有水分子数为：8×1/8+6×1/2+4=8；冰晶体中水分子间作用力为氢键，金刚石晶体中C原子间作用力为化学键，化学键的作用远远大于氢键，所以冰的熔点远低于金刚石熔点。
（3）冰中氢键的作用能为18.5kJ?mol^-1，而冰熔化热为5.0kJ?mol^-1，说明冰熔化为液态水时只是破坏了一部分氢键，液态水中仍在氢键。
（4）以1个冰晶胞为研究对象，冰的密度=8×18÷N_A÷a³=144/a³N_A。
考点：本题考查分子与配合物结构、晶胞的结构及计算、熔点的比较。