Question

氮、磷、鋅是與生命活動密不可分的元素。請回答下列問題：
(1)NH₃和pH₃都是極性分子，其中極性較大的是______，理由是______。
(2)NH₄NO₃是一種重要的化學肥料，其中N原子的雜化方式是______。
(3)氮化硼（BN)的一種晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，則B－N－B之間的夾角是____________。氮化砸的密度為3.52g/cm³，則B－N鍵的鍵長是______pm (只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)為N_A)。
(4)已知磷酸分子中，P、O原子均滿足最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則：
①P與非羥基O之間的共價鍵的形成方式是____________；
②中和20mL0.1mol/L次磷酸（H₃PO₂)溶液需要0.1mo/L NaOH溶液的體積恰好為20 mL,則H₃PO₂的結(jié)構(gòu)式是____________。
(5)Zn²⁺基態(tài)時的電子排布式是______，ZnO和ZnS的晶體結(jié)構(gòu)相似，其中熔點較高的是______,理由是________________________

Answer 1

（15分）（1）NH₃（1分）  N的電負性大于P （1分）（2）sp³雜化（1分）、sp²雜化 （1分）
（3）109°28′（1分）  ×10¹⁰（2分）
（4）①P原子提供孤對電子O原子提供空軌道形成配位鍵 （2分）
②（或）（2分）
（5）[Ar]3d¹⁰（1分）；ZnO （1分）；同屬于離子晶體，O^2－半徑小于S^2－，故ZnO晶格能大（或離子鍵強），熔點高 （2分）

試題分析：（1）由于N的電負性大于P的，即非金屬性N強于P，所以NH₃和pH₃相比，其中極性較大的是NH₃。
（2）NH₄NO₃是由NH₄^＋和NO₃^－構(gòu)成的離子化合物。其中NH₄^＋是正四面體形結(jié)構(gòu)，N元素是sp³雜化。NO₃^－中N原子含有的孤對電子對數(shù)＝（5＋1－3×2）÷2＝0，所以NO₃^－是平面三角形結(jié)構(gòu)，因此N原子的雜化方式是sp²雜化。
（3）氮化硼（BN)的一種晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，金剛石是正四面體形結(jié)構(gòu)，因此氮化硼也是正四面體形結(jié)構(gòu)，則B－N－B之間的夾角是109°28′。金剛石晶胞是立方體，其中8個頂點有8個碳原子，6個面各有6個碳原子，立方體內(nèi)部還有4個碳原子，如圖所示。所以金剛石的一個晶胞中含有的碳原子數(shù)＝8×+6×+4＝8，因此立方氮化硼晶胞中應(yīng)該含有4個N和4個B原子。設(shè)B－N鍵長為x，立方體的邊長是a，則（4x）²＝a²＋2a²，解得x＝a。又因為×N_A＝4，解得a＝，所以B－N鍵長是cm＝×10¹⁰pm。
（4）①由于磷酸分子中，P、O原子均滿足最外層8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以P與非羥基O之間的共價鍵的形成方式是P原子提供孤對電子O原子提供空軌道形成配位鍵。
②中和20mL0.1mol/L次磷酸（H₃PO₂)溶液需要0.1mo/L NaOH溶液的體積恰好為20 ml，這說明次磷酸是一元酸，即含有1個羥基，所以次磷酸的結(jié)構(gòu)式為（或）。
（5）鋅的原子序數(shù)是30，則根據(jù)構(gòu)造原理可知，Zn²⁺基態(tài)時的電子排布式是[Ar]3d¹⁰。ZnO和ZnS的晶體結(jié)構(gòu)相似，均是離子晶體。由于O^2－半徑小于S^2－半徑，故ZnO晶格能大（或離子鍵強），熔點高，即其中熔點較高的是ZnO。