Question

【题目】ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅤA族元素的化合物在医药生产中有许多重要用途。请回答下列问题：

（1）砷与同周期第ⅦA族的溴的第一电离能相比，较大的是_______________________。

（2）气态氢化物稳定性：NH3 ______________ AsH3，其主要原因是___________________。

（3）①肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。则N2H4电子式为_______________。

②工业上将NH3或(CH3)2CO与氯气反应后水解制取N2H4，(CH3)2CO中碳原子轨道的杂化类型为_______________，1 mol(CH3)2 CO中的π键数目为___________。

③N2H4分子中存在的共价键类型有________(填选项字母)。

A．非极性键 B．极性键 C．s－s σ键 D．s－p σ键

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

（4）已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的,有类似于 NH4+的性质。

①写出N2H62+在碱性溶液中反应的离子方程式：_________________________________。

②据报道，美国科学家卡尔·克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质，只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个N≡N键。则“N5”分子碎片所带电荷是____________。

（5）Na3AsO4可作杀虫剂。AsO的空间构型为__________，与其互为等电子体的一种分子为________。

（6）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示。该化合物的分子式为__________，砷原子采取___________杂化。

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Answer 1

【答案】 溴 大于 AsH3键长大于NH3，故AsH3的键能小于NH3，故稳定性差 略 sp2，sp3 NA A、B、F、G N2H62++2OH－＝N2H4+2H2O +1 正四面体 CCl4(或其他合理答案) As4O6 sp3

【解析】（1）As的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3,为第四周期ⅤA族的元素,溴原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p7，同一周期,随原子序数的增加,元素第一电离能呈现增大的趋势，所以As的第一电离能小于同周期第ⅦA族的Br元素，正确答案：溴

（2）根据元素周期律可知：同主族元素从上到下随原子序数的递增，原子半径越来越大，N-H的键长比As-H短，键能大，所以NH3比AsH3稳定，正确答案：大于；AsH3键长大于NH3，AsH3的键能小于NH3，所以稳定性差；

（3）①根据题干信息：NH3分子中的一个氢原子被-NH2取代形成的另一种氮的氢化物是肼，结构中氮原子和氮原子形成一个共价键，剩余价键和氢原子形成共价键，每个N原子有一个孤电子对，其电子式为，，正确答案：；

②（CH3）2CO中甲基上的碳原子周围与4个原子相连，呈四面体结构，所以杂化方式是sp3；（CH3）2CO中羰基上的碳原子周围与3个原子相连，呈平面三角形结构，所以杂化方式是sp2，1个（CH3）2CO中含有1个π键，所以1mol （CH3）2CO中的π键数目为：NA，正确答案为： sp3杂化；sp2杂化；NA；

③N2H4分子的结构式是：，N原子是SP3杂化，所以N—H之间是极性键，原子间形成的单键都是σ键，所以N—H是s－sp3 σ键，N-N原子之间是非极性键，也是sp3－sp3 σ键，所以N2H4分子中存在的共价键类型有A、B、F、G，正确答案：A、B、F、G；

（4）①根据题干的信息：N2H5+与N2H62+是由中性分子N2H4结合质子形成的有类似于 NH4+的性质，N2H62+中N的化合价为+4价，N2H62+是由中性分子N2H4结合2个质子形成的，故N2H62+相当于二元酸，故在碱性溶液中反应的离子方程式为N2H62++2OH-=N2H4+2H2O，正确答案为：N2H62++2OH-=N2H4+2H2O；

②N5结构是对称的，5个N排成V形，5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个N≡N键，满足条件的结构为：，故“N5”带一个单位正电荷，正确答案为：一个单位正电荷；

（5）根据AsO43-的结构可知，As的最外层电子数是5，根据ABm型分子的价电子对计算方法得：价电子对数=（5+0×4+3）÷2=4，其空间构型是正四面体；等电子体是指价电子数和原子数分别都相等的物质，AsO43-中价电子数是5+6×4+3＝32，所以与其互为等电子体的是分子有CCl4，正确答案：正四面体 ；CCl4；

（6）根据砒霜的分子结构图可知，分子式为As4O6，由于化学键都是单键，所以是sp3杂化，正确答案：As4O6；sp3。