题目内容

8．元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷（As）、锑（Sb）等．这些元素无论在研制新型材料，还是在制作传统化肥、农药等方面都发挥了重要的作用．请回答下列问题：
（1）N4分子是一种不稳定的多氮分子，其分解后能产生无毒的氮气并释放出大量能量，应用于制造推进剂或炸药．N4是由四个氮原子组成的氮单质，每个氮原子均为sp3杂化，则该分子的空间构型为正四面体，N-N键的键角为60°．
（3）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞P＞As（用元素符号表示）．
（4）天然氨基酸的命名常用俗名（根据来源与性质），例如，最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸[HOCH2CH（NH2）COOH]．观察给出的结构简式可知丝氨酸是（填“有”或“没有”）手性异构体．
（5）砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少．已知立方砷化镓晶胞的结构
如图所示，其晶胞边长为c pm，a位置As原子与b位置As原子之间的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$cpm（用含c的式子表示）．

分析 （1）N4是由四个氮原子组成的氮单质，每个氮原子均为sp3杂化，4个N原子形成正四面体结构，每个含有1对孤对电子；
（2）同主族自上而下第一电离能减小；
（3）连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，具有手性碳原子的物质存在手性异构体；
（4）白色球与周围的4个黑色球形成正四面体结构，过a与顶点黑色球的晶胞体对角线与过b与顶点黑色球的晶胞体对角线相交于晶胞体心，过白色球、面心黑色球的且平衡侧面的平面将晶胞4等分，则白色球与顶点黑色距离等于白色球与晶胞体心距离相等，ab连线为体心与面对角线顶点黑色球形成的三角形的中位线，则ab长度为面对角线长度的$\frac{1}{2}$．

解答 解：（1）N4是由四个氮原子组成的氮单质，每个氮原子均为sp3杂化，4个N原子形成正四面体结构，每个含有1对孤对电子，每个面均为正三角形，故N-N键的键角为60°，
故答案为：正四面体；60°；
（2）同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离能：N＞P＞As，
故答案为：N＞P＞As；
（3）HOCH2CH（NH2）COOH分子中连接氨基、羧基的碳原子为手性碳原子，具有手性异构体，
故答案为：是；
（4）白色球与周围的4个黑色球形成正四面体结构，过a与顶点黑色球的晶胞体对角线与过b与顶点黑色球的晶胞体对角线相交于晶胞体心，过白色球、面心黑色球的且平衡侧面的平面将晶胞4等分，则白色球与顶点黑色距离等于白色球与晶胞体心距离相等，ab连线为体心与面对角线顶点黑色球形成的三角形的中位线，则ab长度为面对角线长度的$\frac{1}{2}$，晶胞边长为c pm，则a位置As原子与b位置As原子之间的距离为$\sqrt{2}$c pm×$\frac{1}{2}$=$\frac{\sqrt{2}}{2}$c pm，
故答案为：$\frac{\sqrt{2}}{2}$c．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及分子结构、杂化方式、电离能、晶胞计算等，（4）中计算为易错点、难点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力．

练习册系列答案
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8．下列关于糖类的叙述不正确的是（　　）
A．葡萄糖和蔗糖都含有C、H、O三种元素，但不是同系物
B．麦芽糖和蔗糖互为同分异构体
C．淀粉遇碘化钾溶液变蓝
D．糖类不一定都能水解
19．氯化亚铜（化学式为CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，通常是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇，在潮湿空气中易水解氧化．某学习小组用工业废渣（主要成分为Cu2S和Fe2O3）制取氯化亚铜并同时生成电路板蚀刻液，设计流程如下：

根据以上信息回答下列问题：
（1）固体A的成分为Fe2O3、CuO；为提高固体A的溶解速率，可采取的措施有将固体A粉碎为粉末、升高温度，增大盐酸的浓度等（写出2种）．
（2）某同学提出可以将沉淀剂CuO改为NaOH溶液，老师否定了这个建议，其理由是NaOH溶液与Cu2+反应生成沉淀．
（3）在Na2SO3的水溶液中逐滴加入CuCl2溶液，再加入少量浓盐酸混匀，倾出清液，抽滤即得CuCl沉淀．写出该反应的离子方程式2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+．
（4）CuCl沉淀的洗涤需要经过酸洗、水洗和醇洗，酸洗采用的酸是盐酸（写名称）；醇洗不能省略，原因是醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化．
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（6）氯化亚铜在热水中迅速与水反应生成砖红色固体，写出该反应的化学方程式2CuCl+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2O↓+2HCl．
16．已知反应CaCO3（s）+2HCl（l）═CaCl2（aq）+H2O（l）+CO2（g）↑，下列措施中可使生成CO2的反应速率加快的是（不考虑CaCO3与HCl接触面积改变的影响）（　　）
A．加大CaCO3的量B．加大盐酸的浓度
C．及时将产生的CO2导出D．减小CaCl2的浓度
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13．芳香族化合物A只有两个对位取代基，在一定条件下有如图所示转化关系．其中，1molC与Na完全反应生成1molH2，1molC与NaHCO3完全反应，产生1mol气体，E能使溴的四氯化碳溶液褪色．

请回答下列问题：
（1）A的结构简式是．
（2）E分子中的含氧官能团名称是碳碳双键、羧基．
（3）写出反应①的化学方程式+2NaOH$→_{△}^{水}$+NaBr+H2O．
（4）写出反应⑤的化学方程式．
（5）与C取代基位置相同，既能与FeCl3溶液显色．又能发生水解反应的同分异构体共有6种．
（6）现有C和E的混合物nmol，在空气中完全燃烧消耗O2224nL（标准状况），若生成CO2aL（标准状况）、H2Obg，则C、E混合物中含E的物质的量的计算式为（$\frac{5a}{201.6}-\frac{b}{18}$）mol．
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B．分子中含有一种非极性键和两种极性键
C．可以发生取代、加成、氧化反应
D．一氯取代物的同分异构体共有5种
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18．某一烃分子中有一个由C-C键构成的六元环，有一个C=C键，还有一个C≡C键，则能满足上述条件的烃的分子式可能是（　　）
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