Question

（13分）冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似，如下圖：

（1）一個水分子含_____個孤電子對，水分子能與很多金屬離子形成配合物，請寫出它與銅離子形成的一種藍(lán)色的配合物離子的化學(xué)式為__________。
（2）每個冰晶胞平均占有____個水分子，冰的熔點遠(yuǎn)低于金剛石熔點的原因是_________­­_________。
（3）實驗測得冰中氫鍵的作用力為18.5 kJ/mol，而冰的熔化熱為5.0 kJ/mol，這說明冰熔化成水，氫鍵_________（填全部或部分）被破壞。
（4）假如冰晶胞邊長為a cm，則冰的密度是________________g·cm^-3
（阿伏伽德羅常數(shù)用N_A表示）。

Answer 1

（1）  2 　（2分）  [Cu(H₂O)₄]²⁺（2分）
（2）8（2分）；破壞的作用力不同，金剛石融化需要破壞共價鍵，而冰融化需要破壞氫鍵（和分子間作用力）（2分）
部分（2分）
144/a³N_A  （3分）

解析試題分析：（1）水分子中O原子最外層含有2個未成對電子，還有2個孤電子對；銅離子形成配合物時的配位數(shù)為4，則配合物離子的化學(xué)式為；[Cu(H₂O)₄]²⁺。
（2）根據(jù)晶胞示意圖，可知H₂O分子位置：頂點為8個，面心為6個，晶胞內(nèi)有4個，根據(jù)均攤法，每個冰晶胞平均含有水分子數(shù)為：8×1/8+6×1/2+4=8；冰晶體中水分子間作用力為氫鍵，金剛石晶體中C原子間作用力為化學(xué)鍵，化學(xué)鍵的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫鍵，所以冰的熔點遠(yuǎn)低于金剛石熔點。
（3）冰中氫鍵的作用能為18.5kJ?mol^-1，而冰熔化熱為5.0kJ?mol^-1，說明冰熔化為液態(tài)水時只是破壞了一部分氫鍵，液態(tài)水中仍在氫鍵。
（4）以1個冰晶胞為研究對象，冰的密度=8×18÷N_A÷a³=144/a³N_A。
考點：本題考查分子與配合物結(jié)構(gòu)、晶胞的結(jié)構(gòu)及計算、熔點的比較。