Question

7．氮、磷、砷是同族元素，該族元素單質及其化合物在農藥、化肥等方面有重要應用．回答下列問題：
（1）基態(tài)砷原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³．
（2）K₃[Fe（CN）₆]晶體中Fe³⁺與CN一之間化學鍵類型為配位鍵鍵，與CN^一互為等電
子體的化合物分子式為CO．
（3）已知：

	CH4	SiH4	NH3	PH3
沸點（K）	101.7	161.2	239.7	185.4
分解溫度（K）	873	773	1073	713.2

分析上表中的相關數據，請回答：NH₃的沸點比PH₃的高的原因是NH₃存在分子間氫鍵；CH₄的分解溫度比SiH₄的高的原因是C-H鍵的鍵能大于Si-H鍵的鍵能．
（4）白磷（P₄）是正四面體構型的分子，與氧氣作用可形成P₄O₁₀，P₄O₁₀的分子結構如圖所示．P₄ O₁₀極易與水反應，反應過程可表示為如下形式；P-O-P+H₂O→2P-OH
若每個P₄ O₁₀分子與四個水分子發(fā)生反應，寫出該反應的化學方程式P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇

（5）PM2.5富含大量的有毒、有害物質，易引發(fā)二次光化學煙霧污染，光化學煙霧中含有NO₂，O₃，CH₂=CHCHO，HCOOH，（PAN）等二次污染物．
①N₂0結構式可表示為N=N=O，N₂O中氮原子的雜化軌道類型為sp²、sp，1mol PAN中含σ鍵數目為10N_A．
②測定大氣中PM2.5的濃度方法之一是β一射線吸收法，β一射線放射源可用⁸⁵Kr．Kr晶體為面心立方晶體，若晶體中與每個Kr原子相緊鄰的Kr原子有m個，晶胞中含Kr原子為n個，則$\frac{m}{n}$=3（填數字）．已知Kr晶體的密度為ρ g/cm³，摩爾質量為Mg/mol，阿伏伽德羅常數用N_A表示，列式表示Kr晶胞參數a=$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$×10⁷nm．

Answer 1

分析 （1）As的原子序數為33，根據能量最低原理書寫電子排布式；
（2）當中心原子有空軌道，配離子含有孤對電子時，能形成配位鍵；根據等電子體原理可寫出與CN^一互為等電子體的化合物分子式；
（3）利用相對分子質量分析分子間作用力，并注意氨氣分子中有氫鍵；非金屬性越強，分子內共價鍵的鍵能越大，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，則越難分解；
（4）依據原子守恒寫出化學方程式即可；
（5）①根據氮原子的價層電子對數判斷雜化方式，一個單鍵就是一個σ鍵，一個雙鍵中含有一個σ鍵，一個π鍵；
②以頂點為計算，與之相鄰的最近的Kr位于三個面心上，而頂點的原子為8個立方體共有，每個面心上的Kr為兩個立方體共有，故與每個Kr原子相緊鄰的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，然后求出比值；根據V=$\frac{m}{ρ}$求得晶胞的體積，進而可求得晶胞邊長；

解答 解：（1）As的原子序數為33，基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）K₃[Fe（CN）₆]晶體中Fe³⁺與CN^-之間的化學鍵類型為配位鍵，Fe³⁺有空軌道，能接受孤對電子，CN^-能提供孤對電子，所以能形成配位鍵，與CN^一互為等電子體的化合物分子式為 CO，
故答案為：配位鍵； CO；
（3）因結構相似時，相對分子質量越大，分子間作用力越大，但氨氣分子間還存在氫鍵，所以NH₃的沸點高于PH₃，因 C-H鍵的鍵能大于Si-H鍵的鍵能，所以CH₄的分解溫度比SiH₄高，
故答案為：NH₃存在分子間氫鍵；C-H鍵的鍵能大于Si-H鍵的鍵能；
（4）據原子守恒，每個P₄O₁₀分子與四個水分子發(fā)生化合反應的方程式為：P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇，
故答案為：P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇；
（5）①在N=N=O中，邊上的氮原子的價層電子對數為$\frac{5+1}{2}$=3，所以是sp2雜化，中間氮原子的價層電子對數為$\frac{5-1}{2}$=2，所以是sp雜化，根據的結構可知，每個分子中含有10個σ鍵，所以1mol PAN中含σ鍵數目為10N_A，
故答案為：sp²、sp；10N_A；
②以頂點為計算，與之相鄰的最近的Kr位于三個面心上，而頂點的原子為8個立方體共有，每個面心上的Kr為兩個立方體共有，故與每個Kr原子相緊鄰的Kr原子有3×4=12，晶胞中含Kr原子為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以m：n=12：4=3；根據V=$\frac{m}{ρ}$可知晶胞的體積為$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{ρ}$cm³=$\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}$cm³，所以晶胞邊長a=$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$cm=$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$×10⁷nm，
故答案為：3；$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$×10⁷．

點評 本題考查物質的結構與性質，注重對電子排布式、沸點比較、穩(wěn)定性的比較及應用、化學鍵、原子雜化方式、晶胞的計算等知識，難度中等，注重基礎知識的考查．