Question

【題目】砷(As)與氮、磷同一主族，可以形成As4、As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等物質(zhì)，有著廣泛的用途。回答下列問(wèn)題：

（1）As原子最外層電子的電子云伸展方向有___種。黃砷(As4)與白磷(P4)的結(jié)構(gòu)類似，以下關(guān)于黃砷與白磷的比較敘述正確的是___(填編號(hào))。

A．黃砷的熔點(diǎn)高于白磷 B．黃砷中共價(jià)鍵鍵能大于白磷

C．黃砷分子極性大于白磷 D．分子中共價(jià)鍵鍵角均為109°28′

（2）As元素的非金屬性比N弱，用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)說(shuō)明理由。___。

（3）298K時(shí)，將20mL3xmol/LNa3AsO3、20mL3xmol/LI2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。

①若平衡時(shí)，pH=14，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___。

②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列選項(xiàng)正確的是__（填標(biāo)號(hào)）。

a．溶液的pH不再變化 b．v(I-)=2v(AsO33-)

c．不再變化 d．c(I-)=ymol/L

③tm時(shí)，v正__v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

④tm時(shí)，v逆__tn時(shí)v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是__。

Answer 1

【答案】4 A As電子層數(shù)比N多，原子半徑大，質(zhì)子對(duì)核外電子的吸引力弱，非金屬性弱 (mol·L-1)-1 ac 大于 小于 tm時(shí)生成物濃度較低

【解析】

As和P位于相同主族，原子半徑As＞P，由同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱可知非金屬性P＞As，形成的晶體都為分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，以此分析解答(1)和(2)；

(3)①首先計(jì)算反應(yīng)前，混合溶液中反應(yīng)物的濃度，根據(jù)圖像，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(AsO43-)為ymol/L，再根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，最后計(jì)算平衡常數(shù)；②a．溶液pH不變時(shí)，則c(OH-)也保持不變；b．同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；c．不再變化，可說(shuō)明各物質(zhì)的濃度不再變化；d．c (AsO43-)=y molL-1時(shí)為平衡狀態(tài)，據(jù)此分析判斷；③反應(yīng)從正反應(yīng)開始進(jìn)行，tm時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)；④tm時(shí)比tn時(shí)AsO43-濃度更小。

(1)As為33號(hào)元素，原子最外層電子的排布為4s24p3，其中4p有3種電子云伸展方向，因此電子云伸展方向共有4種；A．黃砷(As4)與白磷(P4)形成的晶體都為分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，則熔點(diǎn)越高，黃砷的熔點(diǎn)高于白磷，故A正確；B．原子半徑As＞P，鍵長(zhǎng)越大，鍵能越小，黃砷中共價(jià)鍵鍵能小于白磷，故B錯(cuò)誤；C．黃砷(As4)與白磷(P4)都為非極性分子，分子極性相同，故C錯(cuò)誤；D．黃砷(As4)與白磷(P4)都是正四面體結(jié)構(gòu)，分子中共價(jià)鍵鍵角均為60°，故D錯(cuò)誤；故選A，故答案為：4；A；

(2)As電子層數(shù)比N多，原子半徑大，質(zhì)子對(duì)核外電子的吸引力弱，非金屬性弱，因此As元素的非金屬性比N弱，故答案為：As電子層數(shù)比N多，原子半徑大，質(zhì)子對(duì)核外電子的吸引力弱，非金屬性弱；

(3)①反應(yīng)前，三種溶液混合后，Na3AsO3的濃度為3xmol/L×=xmol/L，同理I2的濃度為xmol/L，根據(jù)圖像，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(AsO43-)為ymol/L，則反應(yīng)生成的c(I-)=2ymol/L，消耗的AsO33-、I2的濃度均為ymol/L，平衡時(shí)c(AsO33-)=(x-y)mol/L，c(I2)=(x-y)mol/L，pH=14，溶液中c(OH-)=1mol/L，則K==(mol·L-1)-1，故答案為：(mol·L-1)-1；

②a．溶液pH不變時(shí)，則c(OH-)也保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a正確；b．同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，無(wú)論是否達(dá)到平衡，都存在v(I-)=2v(AsO33-)，故b錯(cuò)誤；c．不再變化，可說(shuō)明各物質(zhì)的濃度不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；d．由圖可知，當(dāng)c (AsO43-)=y molL-1時(shí)，濃度不再發(fā)生變化，則達(dá)到平衡狀態(tài)，由方程式可知此時(shí)c(I-)=2y molL-1，所以c(I-)=y molL-1時(shí)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；故答案為：ac；

③反應(yīng)從正反應(yīng)開始進(jìn)行，tm時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)繼續(xù)正向進(jìn)行，則v正 大于 v逆，故答案為：大于；

④tm時(shí)比tn時(shí)AsO43-濃度更小，反應(yīng)速率更慢，則逆反應(yīng)速率更小，tm時(shí)v逆 小于tn時(shí)v逆，故答案為：小于；tm時(shí)生成物濃度較低。