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）水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为

 

；
（2）写出与H₂O分子互为等电子体的微粒

 

（填1种）．
（3）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．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
（4）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）

（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．
请写出生成此配合离子的离子方程式：

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,配合物的成键情况,“等电子原理”的应用,晶胞的计算

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）水分子中氧原子的核外电子数为8，根据构造原理写出电子排布式；
（2）根据原子数目和价电子数目来分析等电子体；
（3）水中氧的杂化为sp³，H₃O⁺中氧的杂化为sp³，据此解答；
（4）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；
（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）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）水分子中氧原子的核外电子数为8，1s能级上有2个电子，2s能级上有2个电子，2p能级上有4个电子，其电子排布式为1s²2s²2p⁴，
故答案为：1s²2s²2p⁴；
（2）H₂O分子中的原子数为3，价电子数为8，H₂S的原子数目为3，价电子数目均为8，则与水互为等电子体，故答案为：H₂S；
（3）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，H₃O⁺为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，故D正确；
故答案为：A；
（4）冰属于分子晶体，由晶胞图可知，B为二氧化碳的晶胞图，构成微粒为二氧化碳分子，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；
（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）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为：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺，
故答案为：Cu²⁺+4H₂O=[Cu（H₂O）₄]²⁺．

点评：本题考查了电子排布式的书写、等电子体、分子构型、化学键、晶胞的计算等知识点，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．