题目内容

7．磷及其化合物在工农业生产上应用非常广泛．回答下列问题：
（1）基态磷原子的核外电子运动状态共有15种，其价电子排布式为3s23p3．
（2）磷的三种同素异形体的结构如图1所示．
①三种同素异形体中能导电的是黑磷（填名称）．
②每个白磷分子中含有的孤电子对数目为4，白磷易溶于CS2，其原因是P4和CS2是非极性分子，根据相似相溶的原理，P4易溶于 CS2．
③红磷熔点为72℃，沸点为350℃，红磷属于分子晶体．
（3）H3PO2（次磷酸）、H3PO3（亚磷酸）及H3PO4的酸性由强到弱的顺序为H3PO4＞H3PO3＞H3PO2（用化学式表示），与PO43-空间构型相同的分子和阴离子分别是CCl4（或SiCl4等）和SO42-（或ClO4-、SiO42-等）（各举1例）．
（4）噻替哌的结构简式如图2所示，其 中氮原子的杂化轨道类型为sp3，1mol噻替哌中含有的σ键数目约为25NA．
（5）磷化铟（InP）是一种半导体材料，可用于光纤通信技术，其晶胞结构如图3所示，晶胞参数α=0.587nm，则InP晶体的密度为4.8g•cm-3．

分析 （1）根据原子核外每个电子的运动状态都由多个状态参数描述，比如主量子数，角量子数等．同一核外没有两个电子的各个参数完全相同，故而原子核外每个电子的运动状态都是不同的，然后根据核外电子数来分析；
（2）①黑磷结构与石墨相似，黑磷能导电；
②P4分子为正四面体构型，P4分子中N原子形成3个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4；根据相似相溶原理解答；
③红磷熔沸点较低，应为分子晶体；
（3）同种元素含氧酸，该元素化合价越高，其酸性越强，非羟基氧越多，酸性越强；PO43-离子的立体构型可由价层电子对互斥理论确定；
（4）噻替哌分子中，N原子含有3个 σ 键和一个孤电子对；键线式中省略的是C和H原子；
（5）根据均摊法计算晶胞中原子个数，根据密度$ρ=\frac{m}{V}$计算．

解答 解：P属于15号元素，核外电子运动状态共有15种，其价电子排布式为3s23p3，故答案为：15；3s23p3；
（2）①磷结构与石墨相似，黑磷能导电，故答案为：黑磷；
②P4分子为正四面体构型，P4分子中N原子形成3个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，P原子采取sp3杂化．
相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂，P4和CS2是非极性分子，根据相似相溶的原理，P4易溶于 CS2，
故答案为：4；P4和CS2是非极性分子，根据相似相溶的原理，P4易溶于 CS2；
③红磷熔点为72℃，沸点为350℃，熔沸点较低，红磷属于分子晶体，故答案为：分子；
（3）H3PO2（次磷酸）、H3PO3（亚磷酸）及H3PO4中P元素化合价依次为+1、+3、+5，元素化合价越高，其酸性越强，非羟基氧越多，酸性越强，故酸性H3PO4＞H3PO3＞H3PO2．PO43-中P原子的价层电子对=4+$\frac{1}{2}$（5+3-4×2）=4，且不含孤电子对，所以其空间构型正四面体，与PO43-空间构型相同的分子和阴离子分别是CCl4（或SiCl4等）和SO42-（或ClO4-、SiO42-等），
故答案为：H3PO4＞H3PO3＞H3PO2；CCl4（或SiCl4等）和SO42-（或ClO4-、SiO42-等）；
（4）噻替哌分子中，N原子含有3个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp3杂化，环上的C原子含有4个 σ 键，一个噻替哌分子中含有25个σ 键，所以1mol噻替哌分子中 σ 键为25mol，故答案为：sp3；25NA；
（5）磷化铟（InP）中P原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，In原子数目为4，晶胞质量m=$\frac{（115+31）g/mol×4}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}}$，晶胞体积V=a3，密度$ρ=\frac{m}{V}$=4.8g•cm-3．故答案为：4.8．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、杂化方式判断、晶胞计算等，本题关键是结合化学式、均摊法计算晶胞中原子数目．

练习册系列答案
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（1）中学常见的同种非金属元素形成的酸有 HCl04和 HCl0、H2S04和H2S03等，由此推知：HN02是弱酸（填“强酸”或“弱酸”）．
（2）亚硝酸钠是工业盐的主要成分，用于建筑业降低水的凝固点． 检验硝酸钠中是否混有
亚硝酸钠的方法是，将样品溶解，然后滴入酸性高锰酸钾溶液，观察到高锰酸钾溶液的紫色褪去，该反应的离子方程式为2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O．工业盐和食盐外形相似，易混淆发生中毒事故．下列鉴别方法正确的是ABD（填标号）．
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18．AIN是重要的半导体材料，Ga（镓）、P、As（砷）都是形成化合物半导体材料的重要元素．
（1）As基态原子的电子占据了4个能层，最高能级的电子排布式为4p3．和As位于同一周期，且未成对电子数也相同的元素还有2种．
（2）元素周期表中，与P紧邻的4种元素中电负性最大的是N（填元素符号）．Si、P、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序是P＞S＞Si．
（3）NH3、PH3、AsH3三者的沸点由高到低的顺序是NH3＞AsH3＞PH3，原因是NH3分子间存在氢键，氨的沸点比同主族元素的氢物高，AsH3和PH3分子间不存在氢键，分子量大的氢化物分子间作用力大，沸点高．
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（5）采用GaxIn1-xAs（镓铟砷）等材料，可提高太阳能电池的效率．GaxIn1-xAs立方体形晶胞中每个顶点和面心都有一个原子，晶胞内部有4个原子，则该晶胞中含有4砷原子．
（6）AIN晶体的晶胞结构与金刚石相似（如图），设晶胞的边长为a cm，NA表示阿伏加德罗常数，则该晶体的密度为$\frac{164}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3．
15．的分子式为：C4H8O．
2．W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示．W、X、Y、Z原子的最外层电子数之和为21．下列说法中错误的是（　　）
W
XYZ
A．元素X的单质能与强酸、强碱反应
B．简单阴离子的还原性：W＞Z
C．气态氢化物的稳定性：W＞Y
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12．具有下列电子层结构的原子或离子，其对应的元素一定属于同一周期的是（　　）
A．两原子N层上都有1个s电子，一个原子无d电子，另一个原子有d电子
B．两原子其核外全部都是s电子
C．最外层电子排布为2s22p5的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子
D．原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子
19．下列关于氦原子电子云图的说法正确的是（　　）
A．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目大
B．黑点密度大小，表示单位体积内电子出现的机会多少
C．通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动
D．电子云图是对运动无规律性的描述
16．将下列物质进行分类（填序号）
①126C与136C ②O2与O3 ③金刚石与石墨  ④冰与水  ⑤H2与D2 ⑥146C与147N ⑦和  ⑧CH4和CH3CH3
（1）互为同位素的是①
（2）互为同素异形体的是②③
（3）互为同分异构体的是⑦．
17．苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要
前驱体之一．下面是它的一种实验室合成路线：
+H2O+H2SO4$\stackrel{100-130℃}{→}$+NH4HSO4
+Cu（OH）2→（）2Cu+H2O
制备苯乙酸的装置示意图如图（加热和夹持装置等略）：
已知：苯乙酸的熔点为76.5℃，微溶于冷水，溶于乙醇．回答下列问题：
（1）在250mL三口瓶a中加入70mL70%硫酸．配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸．
（2）将a中的溶液加热至100℃，缓缓滴加40g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130℃继续反应．在装置中，仪器b的作用是滴加苯乙腈；仪器c的作用是回流（或使气化的反应液冷凝）．
反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品．加人冷水的目的是便于苯乙酸析出．下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是BCE（填标号）．
A．分液漏斗    B．漏斗  C．烧杯   D．直形冷凝管    E．玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是重结晶，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是95%．
（4）将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu（OH）2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度，便于充分反应．

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