Question

【題目】ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，含ⅤA族元素的化合物在醫(yī)藥生產(chǎn)中有許多重要用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）砷與同周期第ⅦA族的溴的第一電離能相比，較大的是_______________________。

（2）氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：NH3 ______________ AsH3，其主要原因是___________________。

（3）①肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。則N2H4電子式為_______________。

②工業(yè)上將NH3或(CH3)2CO與氯氣反應(yīng)后水解制取N2H4，(CH3)2CO中碳原子軌道的雜化類型為_______________，1 mol(CH3)2 CO中的π鍵數(shù)目為___________。

③N2H4分子中存在的共價(jià)鍵類型有________(填選項(xiàng)字母)。

A．非極性鍵 B．極性鍵 C．s－s σ鍵 D．s－p σ鍵

E．p－p π鍵 F．s－sp3 σ鍵 G．sp3－sp3 σ鍵 H．sp3－sp3 π鍵

（4）已知N2H5+與N2H62+是由中性分子結(jié)合質(zhì)子形成的,有類似于 NH4+的性質(zhì)。

①寫(xiě)出N2H62+在堿性溶液中反應(yīng)的離子方程式：_________________________________。

②據(jù)報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家卡爾·克里斯特于1998年11月合成了一種名為“N5”的物質(zhì)，只知道“N5”實(shí)際上是帶正電荷的分子碎片，其結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，5個(gè)N排成V形。如果5個(gè)N結(jié)合后都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)，且含有2個(gè)N≡N鍵。則“N5”分子碎片所帶電荷是____________。

（5）Na3AsO4可作殺蟲(chóng)劑。AsO的空間構(gòu)型為__________，與其互為等電子體的一種分子為________。

（6）某砷的氧化物俗稱“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。該化合物的分子式為__________，砷原子采取___________雜化。

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Answer 1

【答案】 溴 大于 AsH3鍵長(zhǎng)大于NH3，故AsH3的鍵能小于NH3，故穩(wěn)定性差 略 sp2，sp3 NA A、B、F、G N2H62++2OH－＝N2H4+2H2O +1 正四面體 CCl4(或其他合理答案) As4O6 sp3

【解析】（1）As的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3,為第四周期ⅤA族的元素,溴原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p7，同一周期,隨原子序數(shù)的增加,元素第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，所以As的第一電離能小于同周期第ⅦA族的Br元素，正確答案：溴

（2）根據(jù)元素周期律可知：同主族元素從上到下隨原子序數(shù)的遞增，原子半徑越來(lái)越大，N-H的鍵長(zhǎng)比As-H短，鍵能大，所以NH3比AsH3穩(wěn)定，正確答案：大于；AsH3鍵長(zhǎng)大于NH3，AsH3的鍵能小于NH3，所以穩(wěn)定性差；

（3）①根據(jù)題干信息：NH3分子中的一個(gè)氫原子被-NH2取代形成的另一種氮的氫化物是肼，結(jié)構(gòu)中氮原子和氮原子形成一個(gè)共價(jià)鍵，剩余價(jià)鍵和氫原子形成共價(jià)鍵，每個(gè)N原子有一個(gè)孤電子對(duì)，其電子式為，，正確答案：；

②（CH3）2CO中甲基上的碳原子周?chē)�與4個(gè)原子相連，呈四面體結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp3；（CH3）2CO中羰基上的碳原子周?chē)�與3個(gè)原子相連，呈平面三角形結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp2，1個(gè)（CH3）2CO中含有1個(gè)π鍵，所以1mol （CH3）2CO中的π鍵數(shù)目為：NA，正確答案為： sp3雜化；sp2雜化；NA；

③N2H4分子的結(jié)構(gòu)式是：，N原子是SP3雜化，所以N—H之間是極性鍵，原子間形成的單鍵都是σ鍵，所以N—H是s－sp3 σ鍵，N-N原子之間是非極性鍵，也是sp3－sp3 σ鍵，所以N2H4分子中存在的共價(jià)鍵類型有A、B、F、G，正確答案：A、B、F、G；

（4）①根據(jù)題干的信息：N2H5+與N2H62+是由中性分子N2H4結(jié)合質(zhì)子形成的有類似于 NH4+的性質(zhì)，N2H62+中N的化合價(jià)為+4價(jià)，N2H62+是由中性分子N2H4結(jié)合2個(gè)質(zhì)子形成的，故N2H62+相當(dāng)于二元酸，故在堿性溶液中反應(yīng)的離子方程式為N2H62++2OH-=N2H4+2H2O，正確答案為：N2H62++2OH-=N2H4+2H2O；

②N5結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，5個(gè)N排成V形，5個(gè)N結(jié)合后都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)，且含有2個(gè)N≡N鍵，滿足條件的結(jié)構(gòu)為：，故“N5”帶一個(gè)單位正電荷，正確答案為：一個(gè)單位正電荷；

（5）根據(jù)AsO43-的結(jié)構(gòu)可知，As的最外層電子數(shù)是5，根據(jù)ABm型分子的價(jià)電子對(duì)計(jì)算方法得：價(jià)電子對(duì)數(shù)=（5+0×4+3）÷2=4，其空間構(gòu)型是正四面體；等電子體是指價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)分別都相等的物質(zhì)，AsO43-中價(jià)電子數(shù)是5+6×4+3＝32，所以與其互為等電子體的是分子有CCl4，正確答案：正四面體 ；CCl4；

（6）根據(jù)砒霜的分子結(jié)構(gòu)圖可知，分子式為As4O6，由于化學(xué)鍵都是單鍵，所以是sp3雜化，正確答案：As4O6；sp3。