Question

水是我們熟悉的物質(zhì)。每個水分子都能被其他四個水分子包圍形成四面體單元，由無數(shù)個這樣的四面體再通過氫鍵可相互連接成一個龐大的分子晶體――冰。
（1）氫鍵的形成使冰的密度比水的密度_____（填“大”或“小”），氫鍵有方向性和飽和性，故平均每個水分子最多形成_______個氫鍵。
（2）實驗測得冰中氫鍵的作用能為18．8 kJ?mol^-1，而冰的熔化熱為5．0 kJ?mol^-1，說明：___________________________________________________。

Answer 1

（1）小；2
（2）液態(tài)水中仍存在大量氫鍵
【試題分析】

（1）在水蒸氣中水以單個的H₂O分子形式存在；在液態(tài)水中，經(jīng)常是幾個水分子通過氫鍵結(jié)合起來，形成（H₂O）n；在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上。
水分子中的氧原子發(fā)生的是sp³雜化，每個水分子中的兩個O―H鍵以及氧的兩對孤對電子分別指向四面體的四個頂角。一個水分子的O―H鍵與另一個水分子中的氧原子的孤對電子所在軸在一條直線上，因此每個水分子最多與另外的四個水分子形成四個氫鍵，該水分子則擁有這四個氫鍵的一半，即每個水分子平均最多形成2個氫鍵。

（2）由以上分析知，冰中水分子間存在氫鍵，液態(tài)水分子中同樣存在氫鍵，因此冰融化時氫鍵沒有完全被破壞，冰的融化熱要小于冰中氫鍵的作用能。