Question

7．氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用．回答下列问题：
（1）基态砷原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³．
（2）K₃[Fe（CN）₆]晶体中Fe³⁺与CN一之间化学键类型为配位键键，与CN^一互为等电
子体的化合物分子式为CO．
（3）已知：

	CH4	SiH4	NH3	PH3
沸点（K）	101.7	161.2	239.7	185.4
分解温度（K）	873	773	1073	713.2

分析上表中的相关数据，请回答：NH₃的沸点比PH₃的高的原因是NH₃存在分子间氢键；CH₄的分解温度比SiH₄的高的原因是C-H键的键能大于Si-H键的键能．
（4）白磷（P₄）是正四面体构型的分子，与氧气作用可形成P₄O₁₀，P₄O₁₀的分子结构如图所示．P₄ O₁₀极易与水反应，反应过程可表示为如下形式；P-O-P+H₂O→2P-OH
若每个P₄ O₁₀分子与四个水分子发生反应，写出该反应的化学方程式P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇

（5）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有NO₂，O₃，CH₂=CHCHO，HCOOH，（PAN）等二次污染物．
①N₂0结构式可表示为N=N=O，N₂O中氮原子的杂化轨道类型为sp²、sp，1mol PAN中含σ键数目为10N_A．
②测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β一射线吸收法，β一射线放射源可用⁸⁵Kr．Kr晶体为面心立方晶体，若晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子为n个，则$\frac{m}{n}$=3（填数字）．已知Kr晶体的密度为ρ g/cm³，摩尔质量为Mg/mol，阿伏伽德罗常数用N_A表示，列式表示Kr晶胞参数a=$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$×10⁷nm．

Answer 1

分析 （1）As的原子序数为33，根据能量最低原理书写电子排布式；
（2）当中心原子有空轨道，配离子含有孤对电子时，能形成配位键；根据等电子体原理可写出与CN^一互为等电子体的化合物分子式；
（3）利用相对分子质量分析分子间作用力，并注意氨气分子中有氢键；非金属性越强，分子内共价键的键能越大，气态氢化物越稳定，则越难分解；
（4）依据原子守恒写出化学方程式即可；
（5）①根据氮原子的价层电子对数判断杂化方式，一个单键就是一个σ键，一个双键中含有一个σ键，一个π键；
②以顶点为计算，与之相邻的最近的Kr位于三个面心上，而顶点的原子为8个立方体共有，每个面心上的Kr为两个立方体共有，故与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，然后求出比值；根据V=$\frac{m}{ρ}$求得晶胞的体积，进而可求得晶胞边长；

解答 解：（1）As的原子序数为33，基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）K₃[Fe（CN）₆]晶体中Fe³⁺与CN^-之间的化学键类型为配位键，Fe³⁺有空轨道，能接受孤对电子，CN^-能提供孤对电子，所以能形成配位键，与CN^一互为等电子体的化合物分子式为 CO，
故答案为：配位键； CO；
（3）因结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，但氨气分子间还存在氢键，所以NH₃的沸点高于PH₃，因 C-H键的键能大于Si-H键的键能，所以CH₄的分解温度比SiH₄高，
故答案为：NH₃存在分子间氢键；C-H键的键能大于Si-H键的键能；
（4）据原子守恒，每个P₄O₁₀分子与四个水分子发生化合反应的方程式为：P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇，
故答案为：P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇；
（5）①在N=N=O中，边上的氮原子的价层电子对数为$\frac{5+1}{2}$=3，所以是sp2杂化，中间氮原子的价层电子对数为$\frac{5-1}{2}$=2，所以是sp杂化，根据的结构可知，每个分子中含有10个σ键，所以1mol PAN中含σ键数目为10N_A，
故答案为：sp²、sp；10N_A；
②以顶点为计算，与之相邻的最近的Kr位于三个面心上，而顶点的原子为8个立方体共有，每个面心上的Kr为两个立方体共有，故与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以m：n=12：4=3；根据V=$\frac{m}{ρ}$可知晶胞的体积为$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{ρ}$cm³=$\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}$cm³，所以晶胞边长a=$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$cm=$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$×10⁷nm，
故答案为：3；$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$×10⁷．

点评 本题考查物质的结构与性质，注重对电子排布式、沸点比较、稳定性的比较及应用、化学键、原子杂化方式、晶胞的计算等知识，难度中等，注重基础知识的考查．