Question

VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表現出多種化合價，含VA族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途．請回答下列問題：
（1）白磷單質中P原子采用的軌道變化方式是

 

；
（2）N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為

 

；
（3）As原子序數為

 

，其核外M層和N層電子的排布式為

 

；
（4）NH3的沸點比PH₃

 

（填“高”或“低”），原因是

 

，PO₄^3-的立體構型為

 

；
（5）H₃PO₄的K_l、K₂、K₃分別為7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13．硝酸完全電離，而亞硝酸K=5.1×10^-4，請根據結構與性質的關系解釋：
①H₃PO₄的K₁遠大于K₂的原因是

 

；②硝酸比亞硝酸酸性強的原因是

 

．

Answer 1

考點：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,元素電離能、電負性的含義及應用,判斷簡單分子或離子的構型,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：化學鍵與晶體結構,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）白磷分子中每個磷原子3個共價鍵和1個孤電子對；
（2）元素的非金屬性越強，其得電子能力越強，失電子能力越弱，則第一電離能越大；
（3）As原子序數為33，M層上有18個電子，N層上有5個電子；
（4）結構相似的分子，含有氫鍵的物質熔沸點較高；根據價層電子對互斥理論確定離子空間構型；
（5）根據磷酸和硝酸、亞硝酸的電離平衡常數進行解答；

解答： 解：（1）白磷分子中每個磷原子3個共價鍵和1個孤電子對，所以白磷單質的中P原子采用的軌道雜化方式是sp³，故答案為：sp³；
（2）同一主族元素中，元素的金屬性隨著原子序數的增大而增強，失電子能力增強，也就是越容易失電子，電離能越小，則第一電離能隨著原子序數的增大而減小，所以這幾種元素第一電離能大小順序是N＞P＞As，
故答案為：N＞P＞As；
（3）As原子序數為33，M層上有18個電子，N層上有5個電子，根據構造原理知，其M層、N層電子排布式為3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：33；3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（4）氨氣和膦的結構相似，但氨氣分子中存在氫鍵，膦中只含分子間作用力，氫鍵的存在導致物質的沸點升高，PO₄^3-離子中P原子價層電子對個數=4+

1

2

（5+3-4×2）=4，且不含孤電子對，所以為正四面體構型，
故答案為：高；NH₃分子間存在較強的氫鍵作用，而PH₃分子間僅有較弱的范德華力；正四面體；
（5）相同條件下K越大，酸的電離程度越大，所以相同條件下，電離平衡常數越小，表示弱電解質的電離能力越弱，多元弱酸分步電離，電離程度依次減小，從H₃PO₄的K_l、K₂、K₃分別為7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13看出：磷酸第一步電離出氫離子后變?yōu)殛庪x子，陰離子難電離出帶正電荷的氫離子，硝酸完全電離，而亞硝酸K=5.1×10^-4，所以硝酸比亞硝酸酸性強，
故答案為：第一步電離出的陰離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子；硝酸完全電離，而亞硝酸K=5.1×10^-4；

點評：本題考查較綜合，涉及原子雜化方式的判斷、離子空間構型的判斷、氫鍵等知識點，根據價層電子對互斥理論確定原子雜化方式及空間構型，注意白磷分子的結構特點、鍵角，為易錯點．注意電離平衡常數（K），K越大，酸的電離程度越大，題目難度中等．