Question

[化學--選修物質(zhì)結構與性質(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）
回答相關問題
（1）BaO₂與CaO兩者熔點較高的是

 

．BaO₂的晶胞如圖2，該晶體中與每個Ba²⁺距離相等且最近的Ba²⁺共有

 

個．該晶胞的結構與

 

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

 

，H₂SO₄的結構式可表示為，由短周期元素構成的與SO

2- 4

互為等電子體的一價陰離子是

 

，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分子的結構式

 

．
（3）方法三得到的丙酮分子H₃CCOCH₃中，共平面的原子最多有

 

個．
（4）上述四種方法中原子利用率最高的是

 

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

 

．

Answer 1

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

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）微粒越小、離子所帶電荷越多，晶格能越大，熔點越高；由BaO₂的晶胞可知，以頂角的Ba²⁺為研究對象，與之距離相等且最近的Ba²⁺位于面心，而每個頂角為12個面共用；該晶胞中離子配位數(shù)為6，與NaCl晶體結構相似；
（2）KHSO₄屬于離子化合物，由鉀離子與硫酸氫根離子構成，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)、價電子總數(shù)都相等的微�；�為等電子體，1個S原子與1的單位負電荷用Cl原子代替，可得其一價陰離子等電子體；
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，其結構相當于2分子硫酸脫去1分子水得到；
（3）中C原子成3個σ鍵，沒有孤電子對，為平面結構，旋轉(zhuǎn)C-C單鍵可以使甲基中的1個氫原子處于平面內(nèi)；
（4）由圖1可知，乙基蒽醌法中，縱觀整個過程，相當于氫氣與氧氣結合得到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，熔點比BaO₂高；
由BaO₂的晶胞可知，以頂角的Ba²⁺為研究對象，與之距離相等且最近的Ba²⁺位于面心，而每個頂角為12個面共用，故晶體中與每個Ba²⁺距離相等且最近的Ba²⁺共有12個；
該晶胞中離子配位數(shù)為6，與NaCl晶體結構相似，
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)、價電子總數(shù)都相等的微粒互為等電子體，1個S原子與1的單位負電荷用Cl原子代替，可得其一價陰離子等電子體為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，其結構相當于2分子硫酸脫去1分子水得到，故H₂S₂O ₈分子的結構式為：；
故答案為：KHSO₄（熔融）=K⁺+HSO₄^-；ClO₄^-；；

（3）中C原子成3個σ鍵，沒有孤電子對，為平面結構，旋轉(zhuǎn)C-C單鍵可以使甲基中的1個氫原子處于平面內(nèi)，故H₃CCOCH₃中，共平面的原子最多有6個（3個C原子、1個O原子、2個H原子），
故答案為：6；
（4）由圖1可知，乙基蒽醌法中，縱觀整個過程，相當于氫氣與氧氣結合得到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，故其沸點高．

點評：本題是對物質(zhì)結構的考查，題目比較綜合，涉及熔點比較、晶體結構、分子結構與性質(zhì)、等電子體、氫鍵等，側重考查學生對知識的遷移應用、分析解決問題的能力，難度中等，注意對知識的全面掌握．