Question

【題目】氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素，該族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途。回答下列問題：

(1)化合物N2H4的電子式為___________________。

(2)As原子的核外電子排布式為_______________________。

(3)P和S是同一周期的兩種元素，P的第一電離能比S大，原因是_______________。

(4)NH4+中H-N-H的健角比NH3中H-N-H的鍵角大，原因是_________________。

(5)Na3AsO4中含有的化學鍵類型包括________；AsO43-空間構型為________，As4O6的分子結構如圖所示，則在該化合物中As的雜化方式是________________。

(6)白磷(P4)的晶體屬于分子晶體，其晶胞結構如圖(小圓圈表示白磷分子)。己知晶胞的邊長為acm，阿伏加德羅常數為NAmol-1，則該晶胞中含有的P原子的個數為_________，該晶體的密度為_______g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。

Answer 1

【答案】 ls22s22p63s23p63d104s24p3 或[Ar]3d104s24p3 P的p亞層是半充滿狀態，比較穩定，所以笫一電離能比硫的大 NH4+中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子和成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子和成鍵電子之間的排斥力，導致NH4+中H-N-H的鍵角比NH3中大 離子鍵、共價鍵 正四面體 SP3 16 496/(a3NA)

【解析】試題分析：本題主要考查電子式、原子核外電子排布式、第一電離能、雜化、價層電子對互斥原理、化學鍵類型、晶胞粒子數目、晶體密度計算等知識，考查考生對晶胞結構圖的分析能力。

解析：（1）N2H4分子中存在N—N鍵，每個N原子還連接2個H原子。正確答案：。（2）As為33號元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。正確答案：ls22s22p63s23p63d104s24p3 或[Ar]3d104s24p3 。（3）P的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，S的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，P元素的3p軌道處于半充滿狀態，比相鄰的Si、S更難失去電子，所以P的第一電離能更大。正確答案：P的p亞層是半充滿狀態，比較穩定，所以第一電離能比硫的大。（4）NH4+、NH3中N原子都是采用sp3雜化，但是NH3分子中存在一對孤對電子，由于孤對電子對成對電子的斥力更大，所以NH3分子中H—N—H鍵角更小。正確答案：NH4+中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子和成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子和成鍵電子之間的排斥力，導致NH4+中H-N-H的鍵角比NH3中大。（5）Na3AsO4中，Na+與AsO43-之間形成離子鍵，AsO43-中，As與O之間形成共價鍵。AsO43-的As采用sp3雜化，空間構型為正四面體。從As4O6的結構可以看出，As的成鍵對為3，孤對數目為（5-3）/2=1，所以As的雜化方式仍然是sp3。正確答案：離子鍵 共價鍵、正四面體、SP3。（6）晶胞中含有P4分子數8×1/8+6×1/2=4，P原子數目為16 。晶胞體積 a3 cm3，所含粒子質量16×31/NA g，所以晶體密度為16×31/NA g÷a3 cm3=496/(a3NA) g/cm3。正確答案：16、 496/(a3NA)。