Question

[化學(xué)--選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
H₂O₂的制備可采用如下4種方法：方法一：BaO₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+H₂O₂方法二：2KHSO₄

電解  .

K₂S₂O₈+H₂↑；然后水解：K₂S₂O₈+2H₂O=2KHSO₄+H₂O₂方法三：CH₃CHOHCH₃+O₂

一定條件  .

CH₃COCH₃+H₂O₂
方法四：乙基蒽醌法：（如圖1）
回答相關(guān)問題
（1）BaO₂與CaO兩者熔點(diǎn)較高的是

 

．BaO₂的晶胞如圖2，該晶體中與每個(gè)Ba²⁺距離相等且最近的Ba²⁺共有

 

個(gè)．該晶胞的結(jié)構(gòu)與

 

相似．（選填NaCl、CsCl、CaF₂）
（2）KHSO₄在熔融狀態(tài)下的電離方程式為

 

，H₂SO₄的結(jié)構(gòu)式可表示為，由短周期元素構(gòu)成的與SO

2- 4

互為等電子體的一價(jià)陰離子是

 

，已知H₂S₂O₈分子中硫原子的雜化類型與中的硫原子類型相同，分子中還存在過氧鍵，試寫出H₂S₂O ₈分子的結(jié)構(gòu)式

 

．
（3）方法三得到的丙酮分子H₃CCOCH₃中，共平面的原子最多有

 

個(gè)．
（4）上述四種方法中原子利用率最高的是

 

．
（5）H₂O₂與H₂S的相對(duì)分子量相近，但H₂O₂的水溶性和沸點(diǎn)明顯大于H₂S，其主要原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,“等電子原理”的應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）微粒越小、離子所帶電荷越多，晶格能越大，熔點(diǎn)越高；由BaO₂的晶胞可知，以頂角的Ba²⁺為研究對(duì)象，與之距離相等且最近的Ba²⁺位于面心，而每個(gè)頂角為12個(gè)面共用；該晶胞中離子配位數(shù)為6，與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似；
（2）KHSO₄屬于離子化合物，由鉀離子與硫酸氫根離子構(gòu)成，熔融狀態(tài)下的電離出鉀離子與硫酸氫根離子；
原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)都相等的微粒互為等電子體，1個(gè)S原子與1的單位負(fù)電荷用Cl原子代替，可得其一價(jià)陰離子等電子體；
H₂S₂O₈分子中硫原子的雜化類型與中的硫原子類型相同，分子中還存在過氧鍵，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于2分子硫酸脫去1分子水得到；
（3）中C原子成3個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，為平面結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)C-C單鍵可以使甲基中的1個(gè)氫原子處于平面內(nèi)；
（4）由圖1可知，乙基蒽醌法中，縱觀整個(gè)過程，相當(dāng)于氫氣與氧氣結(jié)合得到H₂O₂，原子利用率最高；
（5）根據(jù)氫鍵分析解答．

解答： 解：（1）BaO₂與CaO都屬于離子晶體，離子所帶電荷相等，離子半徑Ba²⁺＞Ca²⁺，過氧根離子比陽離子大，故CaO的晶格能較大，熔點(diǎn)比BaO₂高；
由BaO₂的晶胞可知，以頂角的Ba²⁺為研究對(duì)象，與之距離相等且最近的Ba²⁺位于面心，而每個(gè)頂角為12個(gè)面共用，故晶體中與每個(gè)Ba²⁺距離相等且最近的Ba²⁺共有12個(gè)；
該晶胞中離子配位數(shù)為6，與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似，
故答案為：CaO；12；NaCl；
（2）KHSO₄屬于離子化合物，由鉀離子與硫酸氫根離子構(gòu)成，熔融狀態(tài)下的電離出鉀離子與硫酸氫根離子，電離方程式為：KHSO₄（熔融）=K⁺+HSO₄^-；
原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)都相等的微�；�為等電子體，1個(gè)S原子與1的單位負(fù)電荷用Cl原子代替，可得其一價(jià)陰離子等電子體為ClO₄^-；
H₂S₂O₈分子中硫原子的雜化類型與中的硫原子類型相同，分子中還存在過氧鍵，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于2分子硫酸脫去1分子水得到，故H₂S₂O ₈分子的結(jié)構(gòu)式為：；
故答案為：KHSO₄（熔融）=K⁺+HSO₄^-；ClO₄^-；；

（3）中C原子成3個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，為平面結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)C-C單鍵可以使甲基中的1個(gè)氫原子處于平面內(nèi)，故H₃CCOCH₃中，共平面的原子最多有6個(gè)（3個(gè)C原子、1個(gè)O原子、2個(gè)H原子），
故答案為：6；
（4）由圖1可知，乙基蒽醌法中，縱觀整個(gè)過程，相當(dāng)于氫氣與氧氣結(jié)合得到H₂O₂，原子利用率最高，其它方法中H、O元素沒有充分利用，
故答案為：方法四；
（5）H₂O₂與水分子之間能形成氫鍵，H₂O₂分子間也能形成氫鍵，故H₂O₂的水溶性和沸點(diǎn)明顯大于H₂S，
故答案為：H₂O₂與水分子之間能形成氫鍵，故其溶解度大；H₂O₂分子間也能形成氫鍵，故其沸點(diǎn)高．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，題目比較綜合，涉及熔點(diǎn)比較、晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、等電子體、氫鍵等，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用、分析解決問題的能力，難度中等，注意對(duì)知識(shí)的全面掌握．