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)的一種晶體結構與金剛石相似，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，不必計算出數值，阿伏加德羅常數為N_A)。

(4)已知磷酸分子中，P、O原子均滿足最外層8個電子的穩定結構，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的結構式是____________。

(5)Zn²⁺基態時的電子排布式是______，ZnO和ZnS的晶體結構相似，其中熔點較高的是______,理由是________________________

 

Answer 1

【答案】

（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）

【解析】

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^－構成的離子化合物。其中NH₄^＋是正四面體形結構，N元素是sp³雜化。NO₃^－中N原子含有的孤對電子對數＝（5＋1－3×2）÷2＝0，所以NO₃^－是平面三角形結構，因此N原子的雜化方式是sp²雜化。

（3）氮化硼（BN)的一種晶體結構與金剛石相似，金剛石是正四面體形結構，因此氮化硼也是正四面體形結構，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＝8×+6×+4＝8，因此立方氮化硼晶胞中應該含有4個N和4個B原子。設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個電子的穩定結構，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，所以次磷酸的結構式為（或）。

（5）鋅的原子序數是30，則根據構造原理可知，Zn²⁺基態時的電子排布式是[Ar]3d¹⁰。ZnO和ZnS的晶體結構相似，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。

考點：考查元素推斷、電負性、雜化軌道類型、共價鍵、鍵長計算以及晶體結構的有關計算等