题目内容
【题目】VA族的氮、磷、砷（As）等元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途，请回答下列问题。
(1)砷的基态原子的电子排布式为___________________。
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为______________。
(3)NH3的沸点比PH3高，原因是___________；PO43-离子的立体构型为___________。
(4)AsH3是无色稍有大蒜气味的气体，在AsH3中As原子的杂化轨道类型为______________。
(5)H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H3AsO4比H3AsO3 酸性强的原因_____________________。
(6)磷的一种单质白磷（P4）属于分子晶体，其晶胞结构如下图。已知最近两个白磷分子间的距离为 a pm（1pm=10-12m），阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为__________________g/cm3（只要求列算式，不必计算）。
【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p3 N>P>As NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力 正四面体 sp3杂化 H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中的As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中O的电子更向As偏移，更易电离出H+ 
【解析】
(1)确定砷在元素周期表中的位置，然后根据构造原理写出电子排布式；
(2)根据同主族第一电离能的变化规律作答；
(3)NH3分子间存在氢键，PO43-离子的立体构型可由价层电子对互斥理论计算求得；
(4)求出AsH3中心原子的价层电子对数，即可根据夹层电子对数与杂化类型的对应关系得出答案；
(5)两种含氧酸即可改写为(HO)mROn，n越大，R正电性越大酸性越强；
(6)先求出此晶胞含有白磷分子数，然后依据ρ=
计算。
(1)砷元素是33号元素，位于元素周期表的第四周期第VA族，基态砷原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；
(2)同主族元素自上而下由于原子半径逐渐增大，所以第一电离能逐渐降低，因此N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞P＞As；
(3)PH3分子间只存在范德华力，NH3分子间除存在范德华力之外，还存在比范德华力更强的氢键，故NH3的沸点比PH3高；PO43-中心原子为P，其中σ键电子对数为4，中心原子孤电子对数为
(5+34×2)=0，PO43-价层电子对对数为4+0=4，故立体构型为正四面体；
(4)AsH3中心原子的价层电子对数=3+
，所以As采用sp3杂化；
(5)两种含氧酸即可改写为(HO)mROn，H3AsO4可表示为(HO)3AsO，H3AsO3可表示为(HO)3As，H3AsO4中n值大正电性强，导致As-O-H中O的电子更向As偏移，更易电离出H+，所以H3AsO4比H3AsO3酸性强；
(6)一个晶胞中含有白磷分子数为：
，则一个晶胞的质量m=
g，一个晶胞的体积V=
=
，因此晶胞的密度ρ=
g/cm3。
【题目】2017年春节，京津冀及周边区域遭遇“跨年”雾霾，二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成，消除氮氧化物污染是研究方向之一。
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574.0 kJ·mol-1
②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160.0 kJ·mol-1
③H2O(g)＝H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ·mol-1
请写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) ,CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_______________________ 。
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g),某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T0C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
浓度(mol/L) 时间(min) | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
①下列说法不能作为判断该反应达到化学平衡状态标志的是_______
A．活性炭的质量 B．v 正(N2) = 2v逆 (NO)
C．容器内压强保持不变 D．容器内混合气体的密度保持不变
E．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
F．容器内CO2的浓度保持不变
②在T0C时，该反应的平衡常数为______________(小数点后保留两位有效数字)；
③在30 min时，若只改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件是___________；
④在50 min时保持温度和容器体积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，则化学平衡_______(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)
（3）利用反应6NO2+8NH3= 7N2+12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。
①A电极的电极反应式为______________
②下列关于该电池的说法正确的是（_____）
A．电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
C．电池工作一断时间，溶液的pH不变
D．当有4.48LNO2被处理时，转移电子物质的量为0.8mol
