Question

氮、磷、鋅是與生命活動(dòng)密不可分的元素。請(qǐng)回答下列問(wèn)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(xué)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(zhǎng)是______pm (只要求列算式，不必計(jì)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(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則：

①P與非羥基O之間的共價(jià)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(shí)的電子排布式是______，ZnO和ZnS的晶體結(jié)構(gòu)相似，其中熔點(diǎn)較高的是______,理由是________________________

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）NH₃ （1分）  N的電負(fù)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(duì)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(qiáng)），熔點(diǎn)高 （2分）

【解析】

試題分析：（1）由于N的電負(fù)性大于P的，即非金屬性N強(qiáng)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(duì)電子對(duì)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(gè)頂點(diǎn)有8個(gè)碳原子，6個(gè)面各有6個(gè)碳原子，立方體內(nèi)部還有4個(gè)碳原子，如圖所示。所以金剛石的一個(gè)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(gè)N和4個(gè)B原子。設(shè)B－N鍵長(zhǎng)為x，立方體的邊長(zhǎng)是a，則（4x）²＝a²＋2a²，解得x＝a。又因?yàn)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzhx/web/STSource/2013110922533596189762/SYS201311092254121118952299_DA.files/image008.png">×N_A＝4，解得a＝，所以B－N鍵長(zhǎng)是cm＝×10¹⁰pm。

（4）①由于磷酸分子中，P、O原子均滿足最外層8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以P與非羥基O之間的共價(jià)鍵的形成方式是P原子提供孤對(duì)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(shuō)明次磷酸是一元酸，即含有1個(gè)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(shí)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(qiáng)），熔點(diǎn)高，即其中熔點(diǎn)較高的是ZnO。

考點(diǎn)：考查元素推斷、電負(fù)性、雜化軌道類型、共價(jià)鍵、鍵長(zhǎng)計(jì)算以及晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算等