题目内容

【题目】氮(N)、磷(P)、砷(As)等VA族元素的化合物在研究和生产中有重要用途,请回答下列问题:

(1)基态磷原子的电子排布图为________________,与砷原子同周期且含有的未成对电子数相同的元素有________种。

(2)(SCN)2分子中各元素的电负性由大到小的顺序为______________(用元素符号表述),分子中σ键和п键个数比为____________,(SCN)2能与Cu2+形成配合物,理由是_______________________________。

(3)CO2是N2O的等电子体,N2O中中心原子的杂化轨道类型为_______________。

(4)砷的一种氧化物俗称“砒霜”,我国科研人员研究发现砒霜对白血病有明显的治疗作用,其结构如图1所示,“砒霜”的化学式为___________,“砒霜”在一定条件下能转化成Na3AsO4,Na3AsO4中阴离子的空间构型为____________________。

图1 图2

(5)磷化硼是一种耐磨材料,其晶胞结构如图2所示,晶体中一个B原子周围距离最近的P原子有____个;若B、P原子半径分别为r1pm和r2pm,阿伏加德罗常数值为NA,晶体密度为d g/cm3,则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________ ×100% (用含d、r1、r2 的代数式表示)。

【答案】 2 N>S>C 5: 4 SCN-中有孤对电子,Cu2+有空轨道,二者能形成配离子 sp杂化 As4O6 正四面体形 4 dNA(r13+r23)10-30]/63

【解析】

(1)磷为15号元素,基态磷原子的电子排布图为,有3个未成对电子,砷原子也有3个未成对电子,与砷同周期且含有的未成对电子数相同的元素有矾和钴两种。答案:;2。

(2)元素周期表中,同周期从左到右元素的电负性逐渐增强;同主族从上到下元素的电负性逐渐减弱;N、C为同周期元素,电负性N>C,因为H2CO3为弱酸,H2SO4为强酸,所以非金属性S>C,电负性S>C;N的核外电子排布为半充满状态,所以电负性N>S,所以(SCN)2分子中各元素的电负性由大到小的顺序为:N>S>C;(SCN)2的结构式为NC-S-S-CN, σ键和п键键的个数比为5: 4。SCN-中有孤对电子,Cu2+有空轨道,二者能形成配离子。答案:N>S>C;5: 4;SCN-中有孤对电子,Cu2+有空轨道,二者能形成配离子。

(3)CO2是N2O的等电子体,根据等电子原理可知,N2O的中心原子与二氧化碳的中心原子一样,价层电子对数为2且不含孤电子对,为sp杂化。答案:sp杂化。

(4)根据图1结构可知,砒霜分子内含有6个氧原子,4个砷原子,其化学式为As4O6;Na3AsO4的阴离子为AsO43-,AsO43-中含有的孤电子对数是0,中心原子有4条共价鍵,所以其空同枸型为正四面体形。答案:As4O6;正四面体形。

(5)根据图知,B原子连接4个P原子。该晶胞中B原子个数为4,P原子个数为81/8+61/2=4,晶胞中所有原子体积为4/3(r13+r23)410-30cm3,密度d=(42/NA)/V,则晶胞体积V=168/dNA cm3,晶胞中原子的体枳占晶胞体积的百分率=所有原子的体积/晶胞的体积=[4/3(r13+r23)410-30cm3]/ 168/dNA cm3/span>=dNA(r13+r23)210-30]/63;答案:4;dNA(r13+r23)10-30]/63;

练习册系列答案
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(1)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________、______________,制得等量H2所需能量较少的是_____________(填“系统(Ⅰ)”或“系统(Ⅱ)”)。

(2)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时,将1 mol CO2与1 mol H2S充入2 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2S的平衡转化率=_______%,反应平衡常数K=________。

②在620 K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率_____,该反应的H_____0。(填“>”、“<”或“=”)

③向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是________(填标号)

A.N2 B.H2S C.COS D.CO2

(3)25℃,在0.10 mol·L-1 H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-) 关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

①硫化氢的电离方程式为__________________________。

②向硫化氢溶液中加入CuSO4溶液时,硫化氢的电离平衡向______(“左”或“右”)移动,c(S2-)_____________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

③当调节溶液pH=13时,溶液中的c( H2S ) + c( HS-)=_____mol·L-1。

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