第VA族元素及其化合物在生产.生活中有着广泛的应用(1)砷的电子排布式为[Ar]3d104s24p3.N.P.As三种元素的最常见氢化物沸点由高到低的顺序为NH3＞AsH3＞PH3.高纯度砷可用于生产半导体材料GaAs.在GaAs晶体.Ga.As原子最外电子层均达到8电子稳定结构.则GaAs晶体中砷的配位数为4．(2)对硝基苯酚水合物是一种具有特殊功能的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．第VA族元素及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用
（1）砷的电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p³，N、P、As三种元素的最常见氢化物沸点由高到低的顺序为NH₃＞AsH₃＞PH₃，高纯度砷可用于生产半导体材料GaAs，在GaAs晶体，Ga、As原子最外电子层均达到8电子稳定结构，则GaAs晶体中砷的配位数为4．
（2）对硝基苯酚水合物是一种具有特殊功能的物质，其结构简式为

．该物质中几种元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C＞H，该物质的晶体中肯定不存在的作用力是d．
a．氢键 b．极性键 c．范德华力 d．离子键 e．σ键
（3）科学家将NaNO₃和Na₂O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO₄^2-互
为等电子体，则该阴离子的化学式是NO₄^3-．
（4）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NOx、O₃、CH₂=CHCHO、HCOOH、CH₃COOONO₂ （PAN）等二次污染物．
①N₂O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-射线吸收法，β-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ρg/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=$\root{3}{\frac{4M}{p{N}_{A}}}$×10⁷nm．

分析（1）根据构造原理书写核外电子排布式；NH₃分子间存在氢键，沸点最高，分子的相对分子质量越大，分子间作用力越大，分子晶体的沸点越高；由晶体中镓、砷原子最外层电子数目知，镓与砷之间形成了四个共价键（其中有一个为配位键），晶体中每个镓原子、砷原子均与另外四个原子成键；
（2）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈减小；阴阳离子之间存在离子键，非金属元素之间存在共价键，不同分子间还存在范德华力，氧原子和氢原子间存在氢键；
（3）原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体，且等电子体结构相似，阴离子与SO₄^2-互为等电子体，则该离子是NO₄^3-；
（4）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）砷的原子序数为33，为第四周期元素，电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；由于NH₃分子间存在氢键，所以NH₃的沸点最高，由于AsH₃的相对分子质量大于PH₃，故AsH₃的沸点高于PH₃，所以沸点：NH₃＞AsH₃＞PH₃；由晶体中镓、砷原子最外层电子数目知，镓与砷之间形成了四个共价键（其中有一个为配位键），晶体中每个镓原子、砷原子均与另外四个原子成键，故配位数为4；
故答案为：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；NH₃＞AsH₃＞PH₃；4；
（2）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以第一电离：N＞O＞C；同一主族元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈减小，所以第一电离：N＞O＞C＞H；由对硝基苯酚水合物的组成知其晶体为分子晶体，苯酚中的羟基与结晶水之间存在氢键，不同分子间还存在范德华力，氧与氢原子间形成的化学键是极性键也是σ键，但没有离子键；
故答案为：N＞O＞C＞H；d；
（3）根据等电子体知识可知，该离子的化学式为NO₄^3-；
故答案为：NO₄^3-；
（4）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=$\root{3}{\frac{4M}{p{N}_{A}}}$cm=$\root{3}{\frac{4M}{p{N}_{A}}}$×10⁷nm，
故答案为：3；$\root{3}{\frac{4M}{p{N}_{A}}}$×10⁷．

点评本题考查物质的结构与性质，注重对电子排布式、氢化物沸点比较、第一电离能、等电子体、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，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用考查．

练习册系列答案

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5．下列有关物质用途的说法中，不正确的是（　　）

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2．NH₄Al（SO₄）₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．请回答下列问题：

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9．已建立化学平衡的可逆反应，当改变条件使化学平衡向正方向移动时，下列有关叙述正确的是（　　）
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3．120℃时10mL某气态烃与过量氧气混合，完全燃烧后的产物通过浓硫酸后，再恢复到室温，气体体积减少了30mL，剩余气体再通过足量的NaOH溶液，体积又减少了30mL．该气态烃可能是（　　）

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