Question

VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表现出多种化合价，含VA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：
（1）白磷单质中P原子采用的轨道变化方式是

 

；
（2）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为

 

；
（3）As原子序数为

 

，其核外M层和N层电子的排布式为

 

；
（4）NH3的沸点比PH₃

 

（填“高”或“低”），原因是

 

，PO₄^3-的立体构型为

 

；
（5）H₃PO₄的K_l、K₂、K₃分别为7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13．硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10^-4，请根据结构与性质的关系解释：
①H₃PO₄的K₁远大于K₂的原因是

 

；②硝酸比亚硝酸酸性强的原因是

 

．

Answer 1

考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：化学键与晶体结构,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）白磷分子中每个磷原子3个共价键和1个孤电子对；
（2）元素的非金属性越强，其得电子能力越强，失电子能力越弱，则第一电离能越大；
（3）As原子序数为33，M层上有18个电子，N层上有5个电子；
（4）结构相似的分子，含有氢键的物质熔沸点较高；根据价层电子对互斥理论确定离子空间构型；
（5）根据磷酸和硝酸、亚硝酸的电离平衡常数进行解答；

解答： 解：（1）白磷分子中每个磷原子3个共价键和1个孤电子对，所以白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是sp³，故答案为：sp³；
（2）同一主族元素中，元素的金属性随着原子序数的增大而增强，失电子能力增强，也就是越容易失电子，电离能越小，则第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以这几种元素第一电离能大小顺序是N＞P＞As，
故答案为：N＞P＞As；
（3）As原子序数为33，M层上有18个电子，N层上有5个电子，根据构造原理知，其M层、N层电子排布式为3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：33；3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（4）氨气和膦的结构相似，但氨气分子中存在氢键，膦中只含分子间作用力，氢键的存在导致物质的沸点升高，PO₄^3-离子中P原子价层电子对个数=4+

1

2

（5+3-4×2）=4，且不含孤电子对，所以为正四面体构型，
故答案为：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；正四面体；
（5）相同条件下K越大，酸的电离程度越大，所以相同条件下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱，多元弱酸分步电离，电离程度依次减小，从H₃PO₄的K_l、K₂、K₃分别为7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13看出：磷酸第一步电离出氢离子后变为阴离子，阴离子难电离出带正电荷的氢离子，硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10^-4，所以硝酸比亚硝酸酸性强，
故答案为：第一步电离出的阴离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10^-4；

点评：本题考查较综合，涉及原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、氢键等知识点，根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式及空间构型，注意白磷分子的结构特点、键角，为易错点．注意电离平衡常数（K），K越大，酸的电离程度越大，题目难度中等．