Question

冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，如圖：
（1）一個水分子含

 

個孤電子對，水分子能與很多金屬離子形成配合物，請寫出它與銅離子形成的一種藍(lán)色的配合物離子的化學(xué)式為

 

．
（2）每個冰晶胞平均占有

 

個水分子，冰的熔點遠(yuǎn)低于金剛石熔點的原因是

 

．
（3）實驗測得冰中氫鍵的作用力為18.5kJ/mol，而冰的熔化熱為5.0kJ/mol，這說明冰熔化成水，氫鍵

 

（填全部或部分）被破壞．
（4）假如冰晶胞邊長為a cm，則冰的密度是

 

g?cm^-3（阿伏伽德羅常數(shù)用N_A表示）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,配合物的成鍵情況

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）水分子中氧原子的價電子對數(shù)為

6+2

2

=4，其中有兩個H-O單鍵，所以有兩對孤電子對，銅離子與水形成水合銅離子，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法計算晶胞中占有的水分子數(shù)，水分子之間存在的是氫鍵和分子之間作用力，而金剛石中碳碳之間是共價鍵，據(jù)此答題；
（3）液態(tài)水中仍在氫鍵；
（4）根據(jù)ρ=

m

V

計算密度；

解答： 解：（1）水分子中氧原子的價電子對數(shù)為

6+2

2

=4，其中有兩個H-O單鍵，所以有兩對孤電子對，銅離子與水形成水合銅離子為：[Cu（H₂O）₄]²⁺，
故答案為：2；[Cu（H₂O）₄]²⁺；
（2）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法計算晶胞中占有的水分子數(shù)為4+8×

1

8

+6×

1

2

=8，水分子之間存在的是氫鍵和分子之間作用力，而金剛石中碳碳之間是共價鍵，故答案為：8；破壞的作用力不同，金剛石融化需要破壞共價鍵，而冰融化需要破壞氫鍵（和分子間作用力）；
（3）冰中氫鍵的作用能為18.5kJ?mol^-1，而冰熔化熱為5.0kJ?mol^-1，說明冰熔化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，并且液態(tài)水中仍在氫鍵，
故答案為：部分；
（4）因為在晶胞中有8個水分子，所以根據(jù)ρ=

m

V

可以計算密度為

8×18 NA

a3

g?cm^-3=

144

a3NA

g?cm^-3，故答案為：

144

a3NA

；

點評：本題主要考查了分子晶體的結(jié)構(gòu)和氫鍵及晶胞的計算，中等難度，解題時要注意理解氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響．