Question

水是地球表面上普遍存在的化合物，我們可以用我們學習的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的有關(guān)知識去認識它。
（1）水的組成元素為氫和氧。氧的基態(tài)原子的價電子排布圖為______________，氧的第一電離能在同周期元素中由大到小排第______位。
（2）根據(jù)雜化軌道理論，水分子中的氧原子采取的雜化形式是_______；根據(jù)價層電子對互斥理論，水分子的VSEPR模型名稱為______________；根據(jù)等電子體原理，寫出水合氫離子的一個等電子體(寫結(jié)構(gòu)式)_____________。
（3）水分子可以形成許多水合物。
①水分子可以作配體和銅離子形成水合銅離子[Cu(H₂O)₄]²⁺，1mol水合銅離子中含有σ鍵數(shù)目為_________。
②圖1是水合鹽酸晶體H₅O₂⁺·Cl^-中H₅O₂⁺離子的結(jié)構(gòu)。

在該離子中，存在的作用力有______________。
a．配位鍵 b．極性鍵 c．非極性鍵 d．離子鍵
e．金屬鍵 f．氫鍵 g．范德華力 h．π鍵 i．σ鍵
（4）韓國首爾大學科學家將水置于一個足夠強的電場中，在20℃時，水分子瞬間凝固形成了“暖冰”。請從結(jié)構(gòu)上解釋生成暖冰的原因_________________________________。
（5）最新研究發(fā)現(xiàn)，水能凝結(jié)成13種類型的結(jié)晶體，除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇特的性質(zhì)：有在-30℃才凝固的超低溫冰，它的堅硬程度可和鋼相媲美，能抵擋炮彈轟擊；有在180℃高溫下依然不變的熱冰；還有的冰密度比水大，號稱重冰。圖2為冰的一種骨架形式，依此為單位向空間延伸。

①該冰中的每個水分子有_________個氫鍵；
②冰融化后，在液態(tài)水中，水分子之間仍保留有大量氫鍵將水分子聯(lián)系在一起，分子間除了無規(guī)則的分布及冰結(jié)構(gòu)碎片以外，一般認為還會有大量呈動態(tài)平衡的、不完整的多面體的連接方式。右圖的五角十二面體是冰熔化形成的理想多面體結(jié)構(gòu)。假設圖3中的冰熔化后的液態(tài)水全部形成右圖的五角十二面體，且該多面體之間無氫鍵，則該冰熔化過程中氫鍵被破壞的百分比為________。

③如果不考慮晶體和鍵的類型，哪一物質(zhì)的空間連接方式與這種冰連接類似?____________；

④已知O－H…O距離為295pm，列式計算此種冰晶體的密度 g/cm³。(已知295²=8.70×10⁴，295³=2.57×10⁷，=1.41，=1.73)

Answer 1

（1） （1分）        4（1分）

（2）sp³（1分）    四面體形（1分）      等（1分）

（3） ①12N_A（1分）         ②a b f i（2分）

（4）水分子是極性分子，在電場作用下定向有規(guī)則的排列，分子間通過氫鍵結(jié)合而成固體（1分）

（5）①2（1分） ②25%（2分）③SiO₂（1分）  ④=1.51    （列式1分，結(jié)果1分）