Question

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族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）白磷單質(zhì)的中P原子采用的軌道雜化方式是     ；
（2）原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?u>     ；
（3）As原子序數(shù)為     ，其核外M層和N層電子的排布式為     ；
（4）NH₃的沸點(diǎn)比PH₃     (填“高”或“低”)，原因是     ．PO₄^3－離子的立體構(gòu)型為     ；
（5）H₃PO₄的K₁、K₂、K₃分別為7.6×10^－3、6.3×10^－8、4.4×10^－13．硝酸完全電離，而亞硝酸K=5.1×10^－4，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋?zhuān)?br />①H₃PO₄的K₁遠(yuǎn)大于K₂的原因     ；
②硝酸比亞硝酸酸性強(qiáng)的原因     ；
（6）NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體類(lèi)似，其晶胞的棱長(zhǎng)為a cm，則該晶體中距離最近的兩個(gè)陽(yáng)離子核間的距離為     cm（用含有a的代數(shù)式表示）．在一定溫度下NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”（如圖），可以認(rèn)為氧離子作密致單層排列，鎳離子填充其中，列式并計(jì)算每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為     g (氧離子的半徑為1.40×10^－10m)

 

Answer 1

（1）sp³ （1分）     （2）N>P>As（1分）
（3）33（1分）   3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³（1分）
（4）高（1分）；NH₃分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而PH₃分子間僅有較弱的范德華力（1分）；  
正四面體（1分）
（5）第一步電離出的氫離子抑制第二步的電離（2分） 硝酸中N呈+5價(jià)，N-O-H中O的電子更向N偏移，越易電離出氫離子（2分）
（6）a（2分）   （2分，列式1分）

試題分析：
（1）白磷分子中，每個(gè)磷原子含有3個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，所以其價(jià)層電子對(duì)是4，采取sp³雜化；
（2）N、P、As屬于同一主族，且原子序數(shù)依次增大，原子序數(shù)越大，其最外層電子越容易失去，其電離電離能越小，所以這三種元素的第一電離能大小順序是N＞P＞As，故答案為：N＞P＞As；
（3）砷的原子序數(shù)是33，M層排了18個(gè)電子，N層排了5個(gè)電子，所以其核外M層和N層電子的排布式為3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（4）氨氣的沸點(diǎn)高于高PH₃，因?yàn)镹H₃分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而PH₃分子間僅有較弱的范德華力，導(dǎo)致氨氣的沸點(diǎn)比PH₃高，PO₄^3-離子價(jià)層電子對(duì)=4+（5+3-4×2）=4，且沒(méi)有孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型是正四面體；
（5）①磷酸分步電離，第一步電離出的氫離子抑制了第二步電離，所以K₁遠(yuǎn)大于K₂；
②硝酸中N呈+5價(jià)，N-O-H中O的電子更向N偏移，導(dǎo)致其越易電離出氫離子，則酸性較大；
（6）根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為a，距離最近的兩個(gè)陽(yáng)離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的倍，所以其距離是acm；
根據(jù)圖片知，每個(gè)氧化鎳所占的面積=1.40×10^-10m×1.40×10^-10m×sin60°，則每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)=，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量=g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=
×==1.83×10^-3