Question

16．氮族元素包括N、P、As、Sb和Bi五种元素，它们的单质和化合物在生产与生活有重要作用．
（1）下列关于氮族元素的说法正确的是BDF．
A．N₂可用于填充霓虹灯，其发光原理是原子核外电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，以光的形式释放能量．
B．氮族元素属于p区元素，第一电离能比同周期的碳族和氧族元素大．
C．Bi原子中最外层有5个能量相同的电子．
D．Sb的一种氧化物高于843K时会转化为长链的大分子，其结构片段如图，则该分子中Sb、O的原子个数比为2：3．

E．BN有晶体和非晶体型两种，它们本质区别是：晶体具有各向异性，而非晶体则具有各向同性．
F．液氨中氢键的键长是指N-H…N的长度．
（2）Na₃AsO₄可作杀虫剂．AsO₄^3-的空间构型为正四面体，与其互为等电子体的一种分子为CCl₄．
（3）王亚愚研究组在铁砷化合物（Fe_xMo_yAs_z）绝缘相电子结构研究方面取得进展，已知：Mo位于第五周期VIB族．
①Mo元素基态原子的价电子排布式为4d⁵5s¹．
②铁砷化合物晶胞结构如图，已知x=1，则y=2，若Fe的化合价为+2价，As为-3价，则Mo的化合价为+5．

Answer 1

分析 （1）A．根据能量守恒和电子能级跃迁原理，只有当电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，才能以光的形式释放能量；
B．同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第VA族第一电离能大于其相邻元素；
C．Bi原子最外层有2个5s能级电子、3个5p能级电子；
D．根据图知，1个环上含有2个Sb原子、3个O原子；
E．晶体与非晶体的本质区别是：其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列；
F．氢键的键长是指X-H…Y的长度；
（2）该微粒中As原子价层电子对个数是4+$\frac{1}{2}$×（5+3-4×2）=4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型；原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体；
（3）①Mo原子序数为42号元素，其原子核外有42个电子，该原子4d、5s能级电子为其价电子；
②该晶胞中，Fe原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，As原子个数=16×$\frac{1}{4}$+2+4×$\frac{1}{2}$=8，Mo原子个数=2+8×$\frac{1}{4}$=4，则该晶胞中Fe、As、Mo原子个数之比=2：8：4=1：4：2，则其化学式为FeMo₂As₄；化合物中各元素化合价的代数和为0，从而确定Mo元素化合价．

解答 解：（1）A．根据能量守恒和电子能级跃迁原理，只有当电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，才能以光的形式释放能量，从低能量高低跃迁到高能量高低，需要吸收能量，故A错误；
B．同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第VA族第一电离能大于其相邻元素，所以电离能N＞O＞C，故B正确；
C．Bi原子最外层有2个5s能级电子、3个5p能级电子，所以Bi原子最外层电子能量不完全相同，故C错误；
D．利用均摊法计算，根据图知，1个环上含有2个Sb原子、3个O原子，所以Sb、O原子个数之比为3：2，故D正确；
E．晶体与非晶体的本质区别是：其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，故E错误；
F．氢键的键长是指X-H…Y的长度，则液氨中氢键的键长是指N-H…N的长度，故F正确；
故选BDF；
（2）该微粒中As原子价层电子对个数是4+$\frac{1}{2}$×（5+3-4×2）=4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型为正四面体构型；原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，则与AsO₄^3-互为等电子体的是CCl₄；
故答案为：正四面体；CCl₄；
（3）①Mo原子序数为42号元素，其原子核外有42个电子，该原子4d、5s能级电子为其价电子，其价电子排布式为4d⁵5s¹，故答案为：4d⁵5s¹；
②该晶胞中，Fe原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，As原子个数=16×$\frac{1}{4}$+2+4×$\frac{1}{2}$=8，Mo原子个数=2+8×$\frac{1}{4}$=4，则该晶胞中Fe、As、Mo原子个数之比=2：8：4=1：4：2，则其化学式为FeMo₂As₄，则y=2；
化合物中各元素化合价的代数和为0，Mo元素化合价=$\frac{3×4-2×1}{2}$=+5，
故答案为：2；+5．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、原子核外电子排布、空间构型判断等知识点，难点是晶胞计算，注意：每个原子被几个晶胞占有是确定化学式的关键，同时考查学生空间想象能力．