Question

【题目】砷(As)与氮、磷同一主族，可以形成As4、As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等物质，有着广泛的用途。回答下列问题：

（1）As原子最外层电子的电子云伸展方向有___种。黄砷(As4)与白磷(P4)的结构类似，以下关于黄砷与白磷的比较叙述正确的是___(填编号)。

A．黄砷的熔点高于白磷 B．黄砷中共价键键能大于白磷

C．黄砷分子极性大于白磷 D．分子中共价键键角均为109°28′

（2）As元素的非金属性比N弱，用原子结构的知识说明理由。___。

（3）298K时，将20mL3xmol/LNa3AsO3、20mL3xmol/LI2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。

①若平衡时，pH=14，该反应的平衡常数为___。

②当反应达到平衡时，下列选项正确的是__（填标号）。

a．溶液的pH不再变化 b．v(I-)=2v(AsO33-)

c．不再变化 d．c(I-)=ymol/L

③tm时，v正__v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

④tm时，v逆__tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是__。

Answer 1

【答案】4 A As电子层数比N多，原子半径大，质子对核外电子的吸引力弱，非金属性弱 (mol·L-1)-1 ac 大于 小于 tm时生成物浓度较低

【解析】

As和P位于相同主族，原子半径As＞P，由同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱可知非金属性P＞As，形成的晶体都为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，以此分析解答(1)和(2)；

(3)①首先计算反应前，混合溶液中反应物的浓度，根据图像，反应达到平衡时，c(AsO43-)为ymol/L，再根据反应的方程式计算平衡时各物质的浓度，最后计算平衡常数；②a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变；b．同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比；c．不再变化，可说明各物质的浓度不再变化；d．c (AsO43-)=y molL-1时为平衡状态，据此分析判断；③反应从正反应开始进行，tm时反应未达到平衡状态；④tm时比tn时AsO43-浓度更小。

(1)As为33号元素，原子最外层电子的排布为4s24p3，其中4p有3种电子云伸展方向，因此电子云伸展方向共有4种；A．黄砷(As4)与白磷(P4)形成的晶体都为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，则熔点越高，黄砷的熔点高于白磷，故A正确；B．原子半径As＞P，键长越大，键能越小，黄砷中共价键键能小于白磷，故B错误；C．黄砷(As4)与白磷(P4)都为非极性分子，分子极性相同，故C错误；D．黄砷(As4)与白磷(P4)都是正四面体结构，分子中共价键键角均为60°，故D错误；故选A，故答案为：4；A；

(2)As电子层数比N多，原子半径大，质子对核外电子的吸引力弱，非金属性弱，因此As元素的非金属性比N弱，故答案为：As电子层数比N多，原子半径大，质子对核外电子的吸引力弱，非金属性弱；

(3)①反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3的浓度为3xmol/L×=xmol/L，同理I2的浓度为xmol/L，根据图像，反应达到平衡时，c(AsO43-)为ymol/L，则反应生成的c(I-)=2ymol/L，消耗的AsO33-、I2的浓度均为ymol/L，平衡时c(AsO33-)=(x-y)mol/L，c(I2)=(x-y)mol/L，pH=14，溶液中c(OH-)=1mol/L，则K==(mol·L-1)-1，故答案为：(mol·L-1)-1；

②a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变，反应达到平衡状态，故a正确；b．同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v(I-)=2v(AsO33-)，故b错误；c．不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故c正确；d．由图可知，当c (AsO43-)=y molL-1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c(I-)=2y molL-1，所以c(I-)=y molL-1时没有达到平衡状态，故d错误；故答案为：ac；

③反应从正反应开始进行，tm时反应未达到平衡状态，反应继续正向进行，则v正 大于 v逆，故答案为：大于；

④tm时比tn时AsO43-浓度更小，反应速率更慢，则逆反应速率更小，tm时v逆 小于tn时v逆，故答案为：小于；tm时生成物浓度较低。