Question

（2012?濟(jì)南二模）[化學(xué)-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
氨和水都是常用的試劑．請(qǐng)回答下列問題：
（1）氮元素基態(tài)原子的核外電子中，未成對(duì)電子數(shù)與成對(duì)電子數(shù)之比為

3：4

．
（2）NH₃分子可結(jié)合一個(gè)H⁺形成銨根離子(N

H

+ 4

)．
①NH₃分子中N原子的雜化類型是

sp³

．
②NH₃分子與H⁺結(jié)合的過程中未發(fā)生改變的是

b

．（填序號(hào)）
a．微粒的空間構(gòu)型   b．N原子的雜化類型   c．H-N-H的鍵角
（3）將氨氣通入CuSO₄溶液中，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，繼續(xù)通過量氨氣，沉淀溶解，得到藍(lán)色透明溶液．該過程中微粒的變化是：[Cu（H₂O）₆]²⁺→Cu（OH）₂→[Cu（NH₃）₄]²⁺．[Cu（H₂O）₆]²⁺和[Cu（NH₃）₄]²⁺中共同含有的化學(xué)鍵類型是

共價(jià)鍵、配位鍵

．
（4）在冰晶體中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子形成氫鍵，則冰晶體中氫鍵的“鍵能”是

20

kJ?mol^-1（已知冰的升華熱是51kJ?mol^-1，水分子間范德華力的能量為11kJ?mol^-1）；水變成冰晶體時(shí)，密度減小的主要原因是

氫鍵具有方向性，水結(jié)冰時(shí)分子間距增大，晶體內(nèi)部有很大的間隙

．

Answer 1

分析：（1）書寫N原子的核外電子排布式，根據(jù)各能級(jí)含有的電子數(shù)目及軌道數(shù)目判斷，每個(gè)軌道最多容納2個(gè)自旋方向相反的電子，且電子優(yōu)先占據(jù)1個(gè)軌道；
（2）①NH₃分子中N原子呈3個(gè)N-H，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，據(jù)此判斷；
②NH₃分子是三角錐型，NH₄⁺是正四面體型，鍵角不變，二者N原子雜化軌道數(shù)目相同，都采取sp³雜化；
（3）銅離子與水分子、氨氣分子之間形成配位鍵，水分子、氨分子中都存在共價(jià)鍵；
（4）每個(gè)氫鍵為1個(gè)水分子提供

1

2

，故1mol冰中含有2mol氫鍵，升華熱=氫鍵能量+水分子間范德華力能量；
氫鍵具有方向性，水結(jié)冰時(shí)分子間距增大，晶體內(nèi)部有很大的間隙．

解答：解：（1）N原子的核外電子排布式為1s²2s²2p³，s能級(jí)有1個(gè)軌道，1s、2s電子為成對(duì)電子，2p能級(jí)有3個(gè)軌道，3個(gè)電子各占據(jù)1個(gè)軌道，是未成對(duì)電子，故未成對(duì)電子數(shù)與成對(duì)電子數(shù)之比為3：4，故答案為：3：4；
（2）①NH₃分子中N原子呈3個(gè)N-H，含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，故答案為：sp³；
②NH₃分子是三角錐型，NH₄⁺是正四面體型，鍵角不變，NH₄⁺中N原子呈4個(gè)N-H，雜化軌道數(shù)目為4，采取sp³雜化，都采取sp³雜化，故答案為：b；
（3）銅離子與水分子、氨氣分子之間形成配位鍵，水分子中O-H鍵、氨分子中N-H鍵都是共價(jià)鍵，
故答案為：共價(jià)鍵、配位鍵；
（4）每個(gè)氫鍵為1個(gè)水分子提供

1

2

，故1mol冰中含有2mol氫鍵，令氫鍵的具有的能量為E kJ/mol，則：
2E kJ/mol+11kJ/mol=51kJ/mol，解得E=20，
由于氫鍵具有方向性，水結(jié)冰時(shí)分子間距增大，晶體內(nèi)部有很大的間隙，故冰的密度小于水，
故答案為：20；氫鍵具有方向性，水結(jié)冰時(shí)分子間距增大，晶體內(nèi)部有很大的間隙．

點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布、雜化軌道與分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵與氫鍵等，難度不大，（4）中氫鍵能量計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)，關(guān)鍵是確1mol冰中含有氫鍵的數(shù)目．