题目内容

12.氮磷砷锑铋位于周期表第ⅤA族,它们的单质及其化合物在社会生产生活中有广泛应用,请回答有关问题:
(1)基态氮原子价电子排布图为:.
(2)白磷空间构型为正四面体,P原子的杂化方式为sp3,31g白磷分子中含有1.5NA个P-P.
(3)N与S元素可形成一种相对分子质量为184的化合物,其中N的质量分数约为30%.该化合物的化学式为N4S4,As也有多种硫化物,其中最高价硫化物的化学式为AsS3.与AsO43-互为等电子体的离子有PO43-、SO42-(任写两个).
(4)锑可形成多种配合物,(NH4)3[SbCl6]中Sb的化合价为:+3,内界为:[SbCl6]3-
(5)如图是Mn和Bi形成的某种晶体的结构示意图,则该晶体物质的化学式可表示为MnBi,若Mn、Bi的原子半径分别为a和b、图正六边形的边长为c,高为h,则该晶体的空间利用率为:$\frac{8\sqrt{3}π({a}^{3}+{b}^{3})}{9h{c}^{2}}$×100%.

分析 (1)基态氮原子价电子排布式为2s22p3,根据泡利原理、洪特规则画出价电子排布图;
(2)白磷为P4,空间构型为正四面体,P原子位于正四面体的顶点,每个P原子形成3个P-P键,还含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4;每个白磷分子中含有6个P-P键,进而计算P-P键数目;
(3)根据化合物相对分子质量、N的质量分数计算N原子数目,再计算S原子数目,可以确定该化合物化学式;As的最高正价为+5,根据化合价代数和书写其最高价硫化物的化学式;等电子体的原子数和价电子数(或电子总数)相同;
(4)根据化合价代数和为0计算Sb的化合价,在离子型配合物,内界是配离子,外界是简单离子;
(5)根据均摊法计算图中六棱柱中Mg、Bi原子数目,确定该晶体物质的化学式;该晶体的空间利用率=(六棱柱中原子总体积÷六棱柱体积)×100%.

解答 解:(1)基态氮原子价电子排布式为2s22p3,价电子排布图为,
故答案为:;
(2)白磷为P4,空间构型为正四面体,P原子位于正四面体的顶点,每个P原子形成3个P-P键,还含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4,P原子采取sp3杂化,每个白磷分子中含有6个P-P键,则31g白磷中含有P-P键数目为$\frac{31g}{124g/mol}$×6×NAmol-1=1.5NA,
故答案为:正四面体;sp3;1.5;
(3)N与S元素可形成一种相对分子质量为184的化合物,其中N的质量分数约为30%,则N原子数目为$\frac{184×30%}{14}$=4,故S原子数目为$\frac{184-14×4}{32}$=4,该化合物化学式为N4S4,As的最高正价为+5,最高价硫化物的化学式为AsS3,与AsO43-互为等电子体的离子有:PO43-、SO42-等,
故答案为:N4S4;AsS3;PO43-、SO42-等;
(4)设(NH4)3[SbCl6]中Sb的化合价为a:则(+1)×3+a+(-1)×6=0,故a=+3,内界为[SbCl6]3-,
故答案为:+3;[SbCl6]3-;
(5)图中六棱柱中Bi原子数目为6,Mn原子数目为1+2×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{6}$+6×$\frac{1}{3}$=6,故该晶体物质的化学式MnBi;六棱柱中原子总体积=6×$\frac{4}{3}$π(a3+b3),六棱柱体积=6×($\frac{1}{2}$×c×$\frac{\sqrt{3}}{2}$c)×h=$\frac{3\sqrt{3}}{2}$hc2,则空间利用率为:[6×$\frac{4}{3}$π(a3+b3)÷$\frac{3\sqrt{3}}{2}$hc2]×100%=$\frac{8\sqrt{3}π({a}^{3}+{b}^{3})}{9h{c}^{2}}$×100%,
故答案为:MnBi;$\frac{8\sqrt{3}π({a}^{3}+{b}^{3})}{9h{c}^{2}}$×100%.

点评 本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、空间结构、杂化方式判断、等电子体、配合物、晶胞计算等,(5)中计算为易错点,需要学生具备一定的计算能力,难度中等.

练习册系列答案
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请回答下列问题:(用具体的化学用语回答)
(1)Y元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p2,Z与W元素原子第一电离能较大的是N,R元素在周期表中属于d区.
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(3)X、Y、W、Q四种元素中任意三种元素可形成两种化合物甲和乙,且两种水溶液均呈碱性,甲能促进水的电离,乙能抑制水的电离,则甲的水溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(K+)>c(CO32-)>c(OH-)>c (HCO3-)>c(H+);室温下,若甲和乙的水溶液的pH都为11,则两溶液中水电离的c(OH-)之比为(甲:乙)108:1.
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