Question

7．氮、磷、砷是同族元素，該族元素單質(zhì)及其化合物在農(nóng)藥、化肥等方面有重要應(yīng)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(xué)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(diǎn)（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(guān)數(shù)據(jù)，請回答：NH₃的沸點(diǎn)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(gòu)型的分子，與氧氣作用可形成P₄O₁₀，P₄O₁₀的分子結(jié)構(gòu)如圖所示．P₄ O₁₀極易與水反應(yīng)，反應(yīng)過程可表示為如下形式；P-O-P+H₂O→2P-OH
若每個(gè)P₄ O₁₀分子與四個(gè)水分子發(fā)生反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇

（5）PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì)，易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染，光化學(xué)煙霧中含有NO₂，O₃，CH₂=CHCHO，HCOOH，（PAN）等二次污染物．
①N₂0結(jié)構(gòu)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(shù)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(gè)Kr原子相緊鄰的Kr原子有m個(gè)，晶胞中含Kr原子為n個(gè)，則$\frac{m}{n}$=3（填數(shù)字）．已知Kr晶體的密度為ρ g/cm³，摩爾質(zhì)量為Mg/mol，阿伏伽德羅常數(shù)用N_A表示，列式表示Kr晶胞參數(shù)a=$\root{3}{\frac{4M}{ρ•{N}_{A}}}$×10⁷nm．

Answer 1

分析 （1）As的原子序數(shù)為33，根據(jù)能量最低原理書寫電子排布式；
（2）當(dāng)中心原子有空軌道，配離子含有孤對電子時(shí)，能形成配位鍵；根據(jù)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(zhì)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(qiáng)，分子內(nèi)共價(jià)鍵的鍵能越大，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，則越難分解；
（4）依據(jù)原子守恒寫出化學(xué)方程式即可；
（5）①根據(jù)氮原子的價(jià)層電子對數(shù)判斷雜化方式，一個(gè)單鍵就是一個(gè)σ鍵，一個(gè)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵；
②以頂點(diǎn)為計(jì)算，與之相鄰的最近的Kr位于三個(gè)面心上，而頂點(diǎn)的原子為8個(gè)立方體共有，每個(gè)面心上的Kr為兩個(gè)立方體共有，故與每個(gè)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(jù)V=$\frac{m}{ρ}$求得晶胞的體積，進(jìn)而可求得晶胞邊長；

解答 解：（1）As的原子序數(shù)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(xué)鍵類型為配位鍵，F(xiàn)e³⁺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(jié)構(gòu)相似時(shí)，相對分子質(zhì)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(diǎn)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(jù)原子守恒，每個(gè)P₄O₁₀分子與四個(gè)水分子發(fā)生化合反應(yīng)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(jià)層電子對數(shù)為$\frac{5+1}{2}$=3，所以是sp2雜化，中間氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為$\frac{5-1}{2}$=2，所以是sp雜化，根據(jù)的結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)分子中含有10個(gè)σ鍵，所以1mol PAN中含σ鍵數(shù)目為10N_A，
故答案為：sp²、sp；10N_A；
②以頂點(diǎn)為計(jì)算，與之相鄰的最近的Kr位于三個(gè)面心上，而頂點(diǎn)的原子為8個(gè)立方體共有，每個(gè)面心上的Kr為兩個(gè)立方體共有，故與每個(gè)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(jù)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(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，注重對電子排布式、沸點(diǎn)比較、穩(wěn)定性的比較及應(yīng)用、化學(xué)鍵、原子雜化方式、晶胞的計(jì)算等知識(shí)，難度中等，注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查．