Question

判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性就越强．含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系如下表所示：

名称	次氯酸	磷酸	硫酸	高氯酸
结构式	Cl-OH
非羟基氧原子数	0	1	2	3
酸性	弱酸	中强酸	强酸	最强酸

（1）亚磷酸H₃PO₃和亚砷酸H₃AsO₃分子式相似，但它们的酸性差别很大，H₃PO₃是中强酸，H₃AsO₃既有弱酸性又有弱碱性．由此可推断它们的结构式分别为：①

 

；②

 

．
（2）H₃PO₃和H₃AsO₃与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：①

 

；②

 

．
（3）在H₃PO₃和H₃AsO₃中分别加入浓盐酸，化学方程式为：

 

；

 

．
请按要求回答下列问题：
（4）指出下面物质分子或离子的空间构型：PO₄^3-

 

；CS₂

 

．
（5）有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子．根据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：

 

；

 

．
（6）按要求写出第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式：平面形分子

 

；三角锥形分子

 

；四面体形分子

 

．

Answer 1

分析：（1）含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强，据此确定酸的结构式；
（2）酸和碱反应生成盐和水；
（3）根据酸的性质分析解答；
（4）PO₄^3-离子的立体构型可由价层电子对互斥理论，根据价层电子对互斥理论确定其VSEPR模型；
（5）根据分子的空间构型、杂化类型以及价层电子数来判断；
（6）由第二周期元素为中心原子，通过sp³杂化形成中性分子，如果该分子为正四面体结构，则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对，如果是三角锥型分子，则该分子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，如果是V型分子，则该分子中价层电子对个数是4且具有2个孤电子对．

解答：解：（1）含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强，亚磷酸是中强酸，亚砷酸既有弱酸性又有弱碱性，所以亚磷酸和亚砷酸的结构式分别为：、，故答案为：；；
（2）酸和碱反应生成盐和水，亚磷酸中含有2个羟基，属于二元酸，亚砷酸属于三元酸，亚磷酸和亚砷酸分别和氢氧化钠的反应方程式为：H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O、H₃AsO₃+3NaOH=Na₃AsO₃+3H₂O，
故答案为：H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O；H₃AsO₃+3NaOH=Na₃AsO₃+3H₂O；
（3）亚磷酸是中强酸，亚砷酸既有弱酸性又有弱碱性，所以亚磷酸和盐酸不反应，亚砷酸和盐酸能反应，反应方程式为As（OH）₃+3HCl=AsCl₃+3H₃O，
故答案为：不反应；As（OH）₃+3HCl=AsCl₃+3H₃O；
（4）PO₄^3-中心原子为P，其中σ键电子对数为4，中心原子孤电子对数为

1

2

（5+3-4×2）=0，PO₄^3-价层电子对对数为4+0=4，故立体构型为正四面体；CS₂分子中价电子对=2+

1

2

（4-2×2）=2，且没有孤电子对，所以是直线型分子，故答案为：正四面体；直线形；
（5）甲的空间结构为正四面体，则碳原子为sp²杂化，中心碳原子无孤电子对，因此价层电子对数3，化学式为CH₃⁺，乙的空间结构为三角锥形，则碳原子为sp³杂化，中心碳原子有1个孤电子对，因此价层电子对数4，化学式CH₃^-，故答案为：CH₃⁺；CH₃^-；
（6）由第二周期非金属元素构成的中性分子，第二周期元素为中心原子，通过sp²杂化形成中性分子，是平面形分子，该类型分子有BF₃，
第二周期元素为中心原子，通过sp³杂化形成中性分子，
如果是三角锥型分子，则该分子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，该类型分子有NF₃，
如果该分子为正四面体结构，则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对，该类型分子有CF₄，
故答案为：BF₃；NF₃；CF₄．

点评：本题考查了酸的性质，明确含氧酸强弱的判断方法即可解答，难度不大．