Question

（13分）【化学—物质结构与性质】
氮、磷属于同主族元素，广泛存在于生产生活的各种物质中。
（1）N原子价电子轨道表示式                            ；
（2）PCl₅晶体中只有PCl₄⁺和PCl₆^-微粒，其晶体结构与氯化铯相同。PCl₅晶体类型是         ；PCl₄⁺的空间构型是             ；
（3）PCl₆^-呈正八面体的结构（如图），该离子中  （填“是”或“否”）存在配位键，原因是    ；

（4）NCl₃分子中，N原子杂化方式是         ；NCl₃不稳定，易发生分解：2NCl₃(l)＝N₂(g)+3Cl₂(g)，分解过程中形成σ键和π键数目之比为         ；
（5）C、N、O三种元素的第五电离能(I₅)由大到小顺序是                           。

Answer 1

（1）（2分） （2）离子晶体（1分） 正四面体（1分）（3）是（1分）；
P原子只有5个价电子，但在该离子中P原子形成了6个共价键，必有一个配位键。（2分）
（4）sp³ （2分）     2:1（2分） （5）C＞O＞N（2分）

试题分析：（1）N元素是第二周期第ⅤA族元素，原子价电子是5个，根据洪特规则可知，其价电子的轨道表示式为。
（2）PCl₅晶体中只有PCl₄⁺和PCl₆^-微粒，其晶体结构与氯化铯相同，由于氯化铯是由离子键形成的离子晶体，因此PCl₅晶体类型是离子晶体；PCl₄⁺中P原子含有的孤对电子对数＝ ＝0，即不存在孤对电子，由于磷原子的价层电子对数是4，所以空间构型是正四面体。
（3）由于P原子只有5个价电子，但在该离子中P原子形成了6个共价键，因此必有一个配位键。
（4）NCl₃分子中，氮原子的孤对电子对数＝ ＝1，即含有1对孤对电子，因此价层电子对数是4，所以N原子杂化方式是sp³杂化；NCl₃不稳定，易发生分解：2NCl₃(l)＝N₂(g)+3Cl₂(g)。氮气中含有三键，氯气中全部是单键，由于单键都是σ键，而三键是由1个σ键和2个π键构成的，因此在分解过程中形成σ键和π键数目之比为（3+1）:2＝2:1。
（5）碳元素失去4个电子已经达到2电子稳定结构，因此第五电离能最大。而氮元素失去5个电子后也达到2电子的稳定结构，所以氮元素的第五电离能小于氧元素的第五电离能，则C、N、O三种元素的第五电离能(I₅)由大到小顺序是C＞O＞N。