题目内容
【题目】[化学—选修3：物质结构与性质]
含硼、氮、磷的化合物有许多重要用途，如：(CH3)3N、Cu3P、磷化硼等。回答下列问题：
(1)基态B原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为____；基态Cu+的核外电子排布式为 ___。
(2)化合物(CH3)3N分子中N原子杂化方式为 ___，该物质能溶于水的原因是 ___。
(3)PH3分子的键角小于NH3分子的原因是 ___；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，则H3PO3分子的结构式 为____。
(4)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如图1所示：
①在一个晶胞中磷原子的配位数为____。
②已知磷化硼晶体的密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则B-P键长为____pm。
③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图2，请在答题卡上将表示B原子的圆圈涂黑________。
【答案】哑铃形或纺锥形 [Ar]3d10 sp3杂化 (CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键 电负性N>P，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大 
或
4 
或
【解析】
(1)第ⅢA族的价电子排布为ns2np1，由基态Cu的电子排布式书写Cu+的电子排布式；
(2)根据所形成的σ键数和孤电子对数判断杂化类型；根据影响物质溶解性的因素分析；
(3)根据P和N的电负性不同分析键角差异；由生成的盐的种类判断H3PO3为二元酸，结合P原子的最外层电子数分析；
(4)根据结构确定配位数，根据密度
，求解晶胞的相关数据；
(1)B为5号元素，位于第二周期第ⅢA族元素，其电子排布为1s22s22p1，占据的最高的能级为2p能级，p能级的电子云轮廓图为哑铃形或纺锥形；基态Cu的核外电子排布为[Ar] 3d104s1，形成离子是从最外层开始失去， Cu＋的电子排布式为[Ar]3d10；
(2)(CH3)3N中，N形成3个σ键，N上还有1对孤电子对，则N为sp3杂化；(CH3)3N和H2O都为极性分子，而且(CH3)3N分子可以与H2O分子间形成氢键，所以(CH3)3N能溶于水；答案为：sp3杂化 (CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键；
(3)根据价层电子对互斥理论，PH3中的P和NH3中的N的价层电子对数都为4，孤电子对数都为1，PH3和NH3都是三角锥形，但是P的电负性没有N的电负性强，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大，故PH3分子的键角小于NH3分子；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，说明H3PO3为二元酸，H3PO3分子中含2个羟基，P原子最外层有5个电子，则H3PO3的结构式为
或
；
(4)①黑球为磷原子，根据晶胞分析，P原子作面心立方最密堆积，从上底面面心的P原子分析，周围等距且最近的B原子有4个，即P原子的配位数为4；
②1个晶胞中，包含P原子数目为8×1/8＋6×1/2=4个，含有B原子数目为4个，则1mol晶胞的质量为m=42×4g；设晶胞的边长为apm，则晶胞的体积（a×10-10cm）3=
÷ρg/cm3，则a=
pm，B-P键长为a的
，则B—P键长为 pm；
③根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B原或者3个P原子形成，所以画图为或 。
【题目】光气（COCl2）在塑料、制药等工业生产中有许多用途，其化学性质不稳定，遇水迅速产生两种酸性气体。回答下列问题：
（1）少量COCl2可用烧碱溶液吸收，发生反应的离子方程式为________。
（2）工业上用CO和Cl2在高温、活性炭催化作用下合成光气：Cl2(g)＋CO(g)
COCl2(g) H＝-108 kJ·mol-1。所需CO来自CH4与CO2的催化重整反应。查阅文献获得以下数据：
CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) H1＝-890.3 kJ·mol-1
2H2(g)＋O2 (g)==2H2O(l) H2＝-571.6 kJ·mol-1
2CO(g)＋O2 (g)==2CO2(g) H3＝-566 kJ·mol-1
则CH4与CO2催化重整反应生成CO和H2的热化学方程式为_____。
（3）在T ℃时，向盛有活性炭的5 L恒容密闭容器中加入0.6 mol CO和0.45 mol Cl2，CO和COCl2的浓度在不同时刻的变化状况如图所示：
①反应在第6 min时的平衡常数为___，第8 min时改变的条件是____。
②在第12 min时升高温度，重新达到平衡时，COCl2的体积分数将___（填“增大”“不变”或“减小”），原因是_____。
（4）Burns和Dainton研究了反应Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)的动力学，获得其速率方程v = k[c(Cl2)]3/2[c(CO)]m，k为速率常数（只受温度影响），m为CO的反应级数。
①该反应可认为经过以下反应历程：
第一步：Cl22Cl 快速平衡
第二步：Cl + COCOCl 快速平衡
第三步：COCl + Cl2 —→COCl2 + Cl 慢反应
下列表述正确的是____（填标号）。
A．COCl属于反应的中间产物 B．第一步和第二步的活化能较高
C．决定总反应快慢的是第三步 D．第三步的有效碰撞频率较大
②在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速度如下：
实验序号 | c(Cl2)/mol·L-1 | c(CO)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
1 | 0.100 | 0.100 | 1.2×10-2 |
2 | 0.050 | 0.100 | 4.26×10-3 |
3 | 0.100 | 0.200 | 2.4×10-2 |
4 | 0.050 | 0.050 | 2.13×10-3 |
CO的反应级数m =___，当实验4进行到某时刻，测得c(Cl2) = 0.010mol·L-1，则此时的反应速率v =___mol·L-1·s-1（已知：
≈ 0.32）。
