Question

【題目】ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表現出多種氧化態，含ⅤA族元素的化合物在醫藥生產中有許多重要用途。請回答下列問題：

（1）砷與同周期第ⅦA族的溴的第一電離能相比，較大的是_______________________。

（2）氣態氫化物穩定性：NH3 ______________ AsH3，其主要原因是___________________。

（3）①肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。則N2H4電子式為_______________。

②工業上將NH3或(CH3)2CO與氯氣反應后水解制取N2H4，(CH3)2CO中碳原子軌道的雜化類型為_______________，1 mol(CH3)2 CO中的π鍵數目為___________。

③N2H4分子中存在的共價鍵類型有________(填選項字母)。

A．非極性鍵 B．極性鍵 C．s－s σ鍵 D．s－p σ鍵

E．p－p π鍵 F．s－sp3 σ鍵 G．sp3－sp3 σ鍵 H．sp3－sp3 π鍵

（4）已知N2H5+與N2H62+是由中性分子結合質子形成的,有類似于 NH4+的性質。

①寫出N2H62+在堿性溶液中反應的離子方程式：_________________________________。

②據報道，美國科學家卡爾·克里斯特于1998年11月合成了一種名為“N5”的物質，只知道“N5”實際上是帶正電荷的分子碎片，其結構是對稱的，5個N排成V形。如果5個N結合后都達到8電子結構，且含有2個N≡N鍵。則“N5”分子碎片所帶電荷是____________。

（5）Na3AsO4可作殺蟲劑。AsO的空間構型為__________，與其互為等電子體的一種分子為________。

（6）某砷的氧化物俗稱“砒霜”，其分子結構如圖所示。該化合物的分子式為__________，砷原子采取___________雜化。

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Answer 1

【答案】 溴 大于 AsH3鍵長大于NH3，故AsH3的鍵能小于NH3，故穩定性差 略 sp2，sp3 NA A、B、F、G N2H62++2OH－＝N2H4+2H2O +1 正四面體 CCl4(或其他合理答案) As4O6 sp3

【解析】（1）As的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3,為第四周期ⅤA族的元素,溴原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p7，同一周期,隨原子序數的增加,元素第一電離能呈現增大的趨勢，所以As的第一電離能小于同周期第ⅦA族的Br元素，正確答案：溴

（2）根據元素周期律可知：同主族元素從上到下隨原子序數的遞增，原子半徑越來越大，N-H的鍵長比As-H短，鍵能大，所以NH3比AsH3穩定，正確答案：大于；AsH3鍵長大于NH3，AsH3的鍵能小于NH3，所以穩定性差；

（3）①根據題干信息：NH3分子中的一個氫原子被-NH2取代形成的另一種氮的氫化物是肼，結構中氮原子和氮原子形成一個共價鍵，剩余價鍵和氫原子形成共價鍵，每個N原子有一個孤電子對，其電子式為，，正確答案：；

②（CH3）2CO中甲基上的碳原子周圍與4個原子相連，呈四面體結構，所以雜化方式是sp3；（CH3）2CO中羰基上的碳原子周圍與3個原子相連，呈平面三角形結構，所以雜化方式是sp2，1個（CH3）2CO中含有1個π鍵，所以1mol （CH3）2CO中的π鍵數目為：NA，正確答案為： sp3雜化；sp2雜化；NA；

③N2H4分子的結構式是：，N原子是SP3雜化，所以N—H之間是極性鍵，原子間形成的單鍵都是σ鍵，所以N—H是s－sp3 σ鍵，N-N原子之間是非極性鍵，也是sp3－sp3 σ鍵，所以N2H4分子中存在的共價鍵類型有A、B、F、G，正確答案：A、B、F、G；

（4）①根據題干的信息：N2H5+與N2H62+是由中性分子N2H4結合質子形成的有類似于 NH4+的性質，N2H62+中N的化合價為+4價，N2H62+是由中性分子N2H4結合2個質子形成的，故N2H62+相當于二元酸，故在堿性溶液中反應的離子方程式為N2H62++2OH-=N2H4+2H2O，正確答案為：N2H62++2OH-=N2H4+2H2O；

②N5結構是對稱的，5個N排成V形，5個N結合后都達到8電子結構，且含有2個N≡N鍵，滿足條件的結構為：，故“N5”帶一個單位正電荷，正確答案為：一個單位正電荷；

（5）根據AsO43-的結構可知，As的最外層電子數是5，根據ABm型分子的價電子對計算方法得：價電子對數=（5+0×4+3）÷2=4，其空間構型是正四面體；等電子體是指價電子數和原子數分別都相等的物質，AsO43-中價電子數是5+6×4+3＝32，所以與其互為等電子體的是分子有CCl4，正確答案：正四面體 ；CCl4；

（6）根據砒霜的分子結構圖可知，分子式為As4O6，由于化學鍵都是單鍵，所以是sp3雜化，正確答案：As4O6；sp3。