Question

【题目】【化学-选修3:物质结构与性质】张亭栋研究小组受民间中医启发,发现As2O3(俗称砒霜)对白血病有明显的治疗作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是VA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:

(1)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为_______；As原子的核外电子排布式为______________。

(2)NH3的沸点比PH3_____(填“高"或“低”)，原因是_____________。

(3)Na3AsO4中含有的化学键类型包括_______；AsO43-的空间构型为_______，As4O6的分子结构如图1所示,则在该化合物中As的杂化方式是_________。

(4)白磷(P4)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图2(小圆圈表示白磷分子)。己知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NAmol-1，则该晶胞中含有的P原子的个数为______，该晶体的密度为___g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。

Answer 1

【答案】 N＞P＞As 1s22s22p63s23p63d104s24p3 高 NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力 离子键、共价键 正四面体 sp3 16

【解析】试题分析：(1)同主族元素从上到下第一电离能减小；根据能量最低原则书写As原子的核外电子排布式；(2) NH3分子间存在较强的氢键；(3)Na3AsO4是离子化合物，含有离子键，AsO43-中As与O之间是共价键；AsO43-的价电子对数是 ，无孤对电子；As4O6的分子中As通过3个键与O原则结合，所以As原子价电子对数是；(4)根据均摊原则计算P原子数；根据 计算晶胞的密度；

解析：(1)同主族元素从上到下第一电离能减小，所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞P＞As；根据能量最低原则，As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；(2) NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力，NH3的沸点比PH3高； (3)Na3AsO4是离子化合物，含有离子键，AsO43-中As与O之间是共价键，Na3AsO4中含有的化学键类型包括离子键、共价键；AsO43-的价电子对数是 ，无孤对电子，所以AsO43-的空间构型为正四面体；As4O6的分子中As通过3个键与O原则结合，所以As原子价电子对数是，所以As的杂化方式是sp3；(4)根据均摊原则，P原子数= ；晶胞的摩尔质量是，1个晶胞的体积是 ， = g·cm-3。