题目内容
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.请回答下列问题:(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为
(2)H2O分子中氧原子采取的是
(3)水分子容易得到一个H+形成水合氢离子(H3O+).对上述过程的下列描述不合理的是
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.水分子仍保留它的化学性质 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
(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
(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:
(7)已知下列元素的电负性数据:H:2.1,O:3.5,F:4.0.OF2与水的立体结构相似,但水分子的极性比OF2强得多,其原因有:①OF2中氧原子上有两对孤对电子,抵消了F一O键中共用电子对偏向F而产生的极性;②从电负性上看,
(8)分析下表数据,请写出你的最具概括性的结论:
| 键型 | 键能 (kJ/mol) |
键长 (pm) |
分子 | 键角 | 物质 | 熔点(℃) | 沸点(℃) |
| H-C | 413 | 109 | 109.5° | 甲烷 | -183.7 | -128.0 | |
| H-N | 391 | 101 | 107° | 氨 | -77.7 | -33.3 | |
| H-O | 467 | 96 | 104.5° | 水 | 0.0 | 100.0 |
分析:(1)氧的原子序数是8;
(2)根据价电子对互斥理论判断杂化方式;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;
(7)根据元素之间电负性差值分析;
(8)键长越短,键能越大,熔沸点越高,分子间作用力越大.
(2)根据价电子对互斥理论判断杂化方式;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;
(7)根据元素之间电负性差值分析;
(8)键长越短,键能越大,熔沸点越高,分子间作用力越大.
解答:解:(1)氧的原子序数是8,基态时核外电子排布式为1s22s22p4,故答案为:1s22s22p4;
(2)水分子中O原子的价层电子数=2+
(6-2×1)=4,且含有2对孤电子对,所以采取SP3方式杂化;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:sp3;H2S、NH2-;
(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;
(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:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+,
故答案为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+;
(7)氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差,电负性的差越小,其极性越弱,故答案为:氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差;
(8)氢化物的中心原子半径越大、键长越长,分子越易断键;氢化物氢原子间相离越远、分子越对称,物质的熔沸点越低,分子间作用越弱,
故答案为:上述氢化物的中心原子半径越大、键长越长(短),分子越易(难)断键;上述氢化物氢原子间相离越远、分子越对称,分子间作用越弱.
(2)水分子中O原子的价层电子数=2+
| 1 |
| 2 |
(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;
(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:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+,
故答案为:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+;
(7)氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差,电负性的差越小,其极性越弱,故答案为:氧与氢的电负性差大于氧与氟的电负性差;
(8)氢化物的中心原子半径越大、键长越长,分子越易断键;氢化物氢原子间相离越远、分子越对称,物质的熔沸点越低,分子间作用越弱,
故答案为:上述氢化物的中心原子半径越大、键长越长(短),分子越易(难)断键;上述氢化物氢原子间相离越远、分子越对称,分子间作用越弱.
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.
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