Question

16．氮族元素包括N、P、As、Sb和Bi五種元素，它們的單質(zhì)和化合物在生產(chǎn)與生活有重要作用．
（1）下列關(guān)于氮族元素的說法正確的是BDF．
A．N₂可用于填充霓虹燈，其發(fā)光原理是原子核外電子從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，以光的形式釋放能量．
B．氮族元素屬于p區(qū)元素，第一電離能比同周期的碳族和氧族元素大．
C．Bi原子中最外層有5個(gè)能量相同的電子．
D．Sb的一種氧化物高于843K時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化為長鏈的大分子，其結(jié)構(gòu)片段如圖，則該分子中Sb、O的原子個(gè)數(shù)比為2：3．

E．BN有晶體和非晶體型兩種，它們本質(zhì)區(qū)別是：晶體具有各向異性，而非晶體則具有各向同性．
F．液氨中氫鍵的鍵長是指N-H…N的長度．
（2）Na₃AsO₄可作殺蟲劑．AsO₄^3-的空間構(gòu)型為正四面體，與其互為等電子體的一種分子為CCl₄．
（3）王亞愚研究組在鐵砷化合物（Fe_xMo_yAs_z）絕緣相電子結(jié)構(gòu)研究方面取得進(jìn)展，已知：Mo位于第五周期VIB族．
①M(fèi)o元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為4d⁵5s¹．
②鐵砷化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖，已知x=1，則y=2，若Fe的化合價(jià)為+2價(jià)，As為-3價(jià)，則Mo的化合價(jià)為+5．

Answer 1

分析 （1）A．根據(jù)能量守恒和電子能級(jí)躍遷原理，只有當(dāng)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道，才能以光的形式釋放能量；
B．同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第VA族第一電離能大于其相鄰元素；
C．Bi原子最外層有2個(gè)5s能級(jí)電子、3個(gè)5p能級(jí)電子；
D．根據(jù)圖知，1個(gè)環(huán)上含有2個(gè)Sb原子、3個(gè)O原子；
E．晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是：其內(nèi)部粒子在空間上是否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列；
F．氫鍵的鍵長是指X-H…Y的長度；
（2）該微粒中As原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4+$\frac{1}{2}$×（5+3-4×2）=4，且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定微�？臻g構(gòu)型；原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微粒互為等電子體；
（3）①M(fèi)o原子序數(shù)為42號(hào)元素，其原子核外有42個(gè)電子，該原子4d、5s能級(jí)電子為其價(jià)電子；
②該晶胞中，F(xiàn)e原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，As原子個(gè)數(shù)=16×$\frac{1}{4}$+2+4×$\frac{1}{2}$=8，Mo原子個(gè)數(shù)=2+8×$\frac{1}{4}$=4，則該晶胞中Fe、As、Mo原子個(gè)數(shù)之比=2：8：4=1：4：2，則其化學(xué)式為FeMo₂As₄；化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，從而確定Mo元素化合價(jià)．

解答 解：（1）A．根據(jù)能量守恒和電子能級(jí)躍遷原理，只有當(dāng)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道，才能以光的形式釋放能量，從低能量高低躍遷到高能量高低，需要吸收能量，故A錯(cuò)誤；
B．同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第VA族第一電離能大于其相鄰元素，所以電離能N＞O＞C，故B正確；
C．Bi原子最外層有2個(gè)5s能級(jí)電子、3個(gè)5p能級(jí)電子，所以Bi原子最外層電子能量不完全相同，故C錯(cuò)誤；
D．利用均攤法計(jì)算，根據(jù)圖知，1個(gè)環(huán)上含有2個(gè)Sb原子、3個(gè)O原子，所以Sb、O原子個(gè)數(shù)之比為3：2，故D正確；
E．晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是：其內(nèi)部粒子在空間上是否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列，故E錯(cuò)誤；
F．氫鍵的鍵長是指X-H…Y的長度，則液氨中氫鍵的鍵長是指N-H…N的長度，故F正確；
故選BDF；
（2）該微粒中As原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4+$\frac{1}{2}$×（5+3-4×2）=4，且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定微�？臻g構(gòu)型為正四面體構(gòu)型；原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微�；�為等電子體，則與AsO₄^3-互為等電子體的是CCl₄；
故答案為：正四面體；CCl₄；
（3）①M(fèi)o原子序數(shù)為42號(hào)元素，其原子核外有42個(gè)電子，該原子4d、5s能級(jí)電子為其價(jià)電子，其價(jià)電子排布式為4d⁵5s¹，故答案為：4d⁵5s¹；
②該晶胞中，F(xiàn)e原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，As原子個(gè)數(shù)=16×$\frac{1}{4}$+2+4×$\frac{1}{2}$=8，Mo原子個(gè)數(shù)=2+8×$\frac{1}{4}$=4，則該晶胞中Fe、As、Mo原子個(gè)數(shù)之比=2：8：4=1：4：2，則其化學(xué)式為FeMo₂As₄，則y=2；
化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，Mo元素化合價(jià)=$\frac{3×4-2×1}{2}$=+5，
故答案為：2；+5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、原子核外電子排布、空間構(gòu)型判斷等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，注意：每個(gè)原子被幾個(gè)晶胞占有是確定化學(xué)式的關(guān)鍵，同時(shí)考查學(xué)生空間想象能力．