题目内容

17．磷元素在生产和生活中有广泛的应用．
（1）P原子价电子排布图为．
（2）四（三苯基膦）钯分子结构如图1：

P原子以正四面体的形态围绕在钯原子中心上，钯原子的杂化轨道类型为sp3；判断该物质在水中溶解度并加以解释不易溶于水； 水为极性分子，四（三苯基膦）钯分子为非极性分子，分子极性不相似，故不相溶．该物质可用于图2所示物质A的合成：物质A中碳原子杂化轨道类型为sp、sp2、sp3；一个A分子中手性碳原子数目为3．
（3）在图3示中表示出四（三苯基膦）钯分子中配位键：
（4）PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正六面体形阴离子，熔体中P-Cl的键长只有198nm和206nm两种，这两种离子的化学式为PCl4+和PCl6-；正四面体形阳离子中键角小于PCl3的键角原因为两分子中P原子杂化方式均为sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对，孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对间的排斥力；该晶体的晶胞如图4所示，立方体的晶胞边长为a pm，NA为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为$\frac{4.17×1{0}^{32}}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm3．
（5）PBr5气态分子的结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，经测定知其中只存在一种P-Br键长，试用电离方程式解释PBr5熔体能导电的原因PBr5=PBr4++Br-．

分析 （1）磷是15号元素，P的最外层3S2电子的自旋方向相反，3p3电子的自旋方向相同；
（2）钯原子成4个单键，杂化轨道数为4，据此判断；水为极性分子，四（三苯基膦）钯分子为非极性分子，根据结构相似相溶原理分析溶解性；根据碳原子的成键情况要以判断碳原子的杂化方式，物质A中甲基上的C采取sp3杂化类型，C≡N为SP杂化，碳碳双键为sp2杂化；连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子；
（3）中心原子提供空轨道配体提供孤电子对形成配位键，Pd含有空轨道、P原子含有孤电子对；
（4）PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-，即发生反应为：2PCl5=PCl4++PCl6-；PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对，正四面体形阳离子中键角小于PCl3的键角；根据均摊法计算该晶胞中含有2个PCl5分子，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度；
（5）PBr5气态分子的结构与PCl5相似，说明PBr5也能电离出能导电的阴阳离子，结合产物中只存在一种P-Br键长书写．

解答 解：（1）磷是15号元素，其原子核外有15个电子，P元素基态原子电子排布为1s22s22p63s23P3，P的最外层3p电子3个电子自旋方向相同，，
故答案为：；
（2）P原子以正四面体的形态围绕在钯原子中心上，钯原子与P原子成4个单键，杂化轨道数为4，为sp3杂化，水为极性分子，四（三苯基膦）钯分子为非极性分子，分子极性不相似，故不相溶，所以四（三苯基膦）钯分子在水中难溶，物质A中甲基上的C采取sp3杂化类型，C≡N为SP杂化，碳碳双键为sp2杂化，连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，如图：，所以一个A分子中手性碳原子数目为3个，
故答案为：sp3；不易溶于水，水为极性分子，四（三苯基膦）钯分子为非极性分子，分子极性不相似，故不相溶；sp、sp2、sp3；3；
（3）配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子，Pd含有空轨道、P原子含有孤电子对，所以配位键由P原子指向Pd原子，如图：，
故答案为：；

（4）PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-，即发生反应为：2PCl5=PCl4++PCl6-，PCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4，所以原子杂化方式是sp3，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对，孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对间的排斥力，所以PCl5中正四面体形阳离子中键角小于PCl3的键角，晶胞中PCl5位于顶点8×$\frac{1}{8}$=1，1个PCl5分子位于晶胞内部，立方体的晶胞边长为apm，所以密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{417×1{0}^{30}}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm3=$\frac{4.17×1{0}^{32}}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g/cm3，
故答案为：PCl4+和PCl6-；两分子中P原子杂化方式均为sp3杂化，PCl3分子中P原子有一对孤电子对，PCl4+中P没有孤电子对，孤电子对对成键电子的排斥力大于成键电子对间的排斥力；$\frac{4.17×1{0}^{32}}{{N}_{A}×{a}^{3}}$；
（5）PBr5气态分子的结构与PCl5相似，说明PBr5也能电离出能导电的阴阳离子，而产物中只存在一种P-Br键长，所以发生这样电离PBr5═PBr4++Br-，
故答案为：PBr5═PBr4++Br-．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及电子排布图、杂化方式的判断、电离方程式和微粒结构等，侧重于基础知识的综合应用的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
7．下列说法正确的是（　　）
A．常温下，在某弱酸HA溶液中加入NaA固体后，$\frac{c（HA）•c（O{H}^{-}）}{c（{A}^{-}）}$减小
B．将适量CO2 通入0.1 mol•L-1Na2CO3溶液中至溶液恰好呈中性，则溶液中（不考虑溶液体积变化）  2c（CO32-）+c（HCO3-）=0.1 mol•L-1
C．常温下，0.1 mol•L-1的NH4HCO3溶液其pH=7.8，则Kb（NH3•H2O）＞Ka1（H2CO3）
D．已知常温低下Ksp（AgI）=2.0×10-16，在AgI悬浊液中加入少量KI粉末，AgI（s）?Ag+（aq）+I-（aq）平衡向左移动，溶液中离子的总浓度会减小
8．某兴趣小组在利用图1所示装置做铜与稀硝酸反应的实验中，发现开始时气泡产生速率非常慢，一段时间后速率明显加快，烧瓶内溶液呈浅蓝色并不断加深，液面上方的气体颜色也在不断加深．该小组同学拟通过实验探究反应速率变化的原因．

（1）图1中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-（稀）═3Cu2++2NO↑+4H2O．
（2）图1中NaOH溶液能够吸收的有害气体是二氧化氮和一氧化氮气体．
（3）小组同学提出了如下假设并设计实验探究：
Ⅰ．甲同学认为反应速率变化的原因可能是反应放热导致溶液温度升高所致，故测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：
时间/min05101520253550607080
温度/℃25262626262626.527272727
结合实验目的和表中数据，你得出的结论是温度不是反应速率明显加快的主要原因．
Ⅱ．乙同学认为生成的Cu2+对反应有催化作用，为验证此假设，取A、B两支试管分别加入等量的铜片和稀硝酸，那么最好是在其中一支试管中加入少量的A（填序号）．
A．硝酸铜晶体    B．硝酸铜溶液    C．硫酸铜晶体    D．硫酸铜溶液
然后对比两支试管的反应，发现现象基本相同．故得出结论：Cu2+并不是反应的催化剂．
Ⅲ．丙同学根据现象推测反应过程中还有少量NO2生成，进而认为该物质对反应有催化作用，如图2所示，丙同学从a处通入该物质后，发现左管中产生气泡速率明显快于右管．小组同学得出最后结论：这种物质对铜和稀硝酸的反应有催化作用．
（4）实验结束后，发现试管中溶液呈绿色，而不显蓝色．部分同学认为是该溶液中Cu2+的浓度较高所致，另一部分同学认为是该溶液中溶解了通入的物质．丁同学设计了一个实验方案证明后者的推测更为合理．（在表格中写出该同学可能的实验操作和实验现象）
操作现象
向该绿色溶液中通入氮气（或向硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体）溶液颜色变蓝（或绿色加深）
5．下列说法正确的是（　　）
A．2.0 g H218O与2H2O的混合物中所含中子数约为6.02×1023
B．2Mg（s）+CO2（g）=C（s）+2MgO（s）在一定条件下能自发进行，说明该反应的△H＜0
C．向硫酸钡悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液，振荡、过滤、洗涤，向沉淀中加入盐酸有气体产生，说明Ksp（BaSO4）＞Ksp（BaCO3）
D．向浑浊的苯酚试液中加饱和Na2CO3溶液，试液变澄清，说明苯酚的酸性强于碳酸
12．已知A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大．A的质子数、电子层数、最外层电子数均相等，B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同，D的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E4+与氩原子的核外电子排布相同．F是第四周期d区原子序数最大的元素．请回答下列问题：
（1）写出E的价层电子排布式3d24s2．
（2）A、B、C、D电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H（填元素符号）．
（3）F（BD）4为无色挥发性剧毒液体，熔点-25℃，沸点43℃．不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、
苯等有机溶剂，呈四面体构型，该晶体的类型为分子晶体，F与BD之间的作用力为配位键．
（4）开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向．
①由A、B、E三种元素构成的某种新型储氢材料的理论结构模型如图1所示，图中虚线框内B原子的杂化轨道类型有3种；

②分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料．X一定不是BC（填标号）；
A．H2O    B．CH4    C．HF    D．CO（NH2）2
③F元素与镧（ La）元素的合金可做储氢材料，该晶体的晶胞如图2所示，晶胞中心有一个F原子，其他F原子都在晶胞面上，则该晶体的化学式为LaNi5；已知其摩尔质量为M g•mol-1，晶胞参数为apm，用NA表示阿伏伽德罗常数，则该晶胞的密度为$\frac{M}{{N}_{A}•{a}^{3}}×1{0}^{30}$g•cm-3．
2．有机物A常用于食品行业．已知9.0g A在足量O2中充分燃烧，将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，分别增重5.4g和13.2g，经检验剩余气体为O2．
（1）A分子的质谱图如图所示，从图中可知其相对分子质量是90，则A的分子式是C3H6O3；
（2）A能与NaHCO3溶液发生反应，A一定含有的官能团名称是羧基．
（3）A分子的核磁共振氢谱有4个吸收峰，峰面积之比是1：1：1：3，则A的结构简式是CH3CH（OH）COOH；
（4）写出两分子A生成六元环酯的化学方程式：2CH3CH（OH）COOH $→_{△}^{浓硫酸}$+2H2O；
（5）请写出官能团与A相同的同分异构体的结构简式CH2OHCH2COOH．
9．下列说法正确的是（　　）
A．石油液化气、汽油和石蜡的主要成分都是碳氢化合物
B．CH3-CH=CH-CH3与C3H6一定互为同系物
C．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果释放的乙烯，可达到水果保鲜的目的
D．等质量的乙烯和聚乙烯充分燃烧所需氧气的量不相等
6．已知H2O2的分子结构可表示为H-O-O-H，设H2O2中H、O两元素是由${\;}_{1}^{1}$H、${\;}_{1}^{2}$H、${\;}_{8}^{16}$O、${\;}_{8}^{18}$O四种核素组成，则共有H2O2分子的种类是（　　）
A．8种B．9种C．10种D．11种
7．下列情况会导致食品对人体有害的是（　　）
①将鸡蛋浸泡在石灰水中防止变质②罐装食品中加化学防腐剂③用稀KMnO4溶液洗涤蔬菜④食盐中加KIO3制成碘盐⑤用SO2漂白粉条⑥用福尔马林浸泡海产品．
A．①②③⑤⑥B．②③④⑤⑥C．②⑤⑥D．①②⑤⑥

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