Question

判斷含氧酸酸性強(qiáng)弱的一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是：含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性就越強(qiáng)．含氧酸酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)系如下表所示：

名稱(chēng)	次氯酸	磷酸	硫酸	高氯酸
結(jié)構(gòu)式	Cl-OH
非羥基氧原子數(shù)	0	1	2	3
酸性	弱酸	中強(qiáng)酸	強(qiáng)酸	最強(qiáng)酸

（1）亞磷酸H₃PO₃和亞砷酸H₃AsO₃分子式相似，但它們的酸性差別很大，H₃PO₃是中強(qiáng)酸，H₃AsO₃既有弱酸性又有弱堿性．由此可推斷它們的結(jié)構(gòu)式分別為：①

 

；②

 

．
（2）H₃PO₃和H₃AsO₃與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是：①

 

；②

 

．
（3）在H₃PO₃和H₃AsO₃中分別加入濃鹽酸，化學(xué)方程式為：

 

；

 

．
請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題：
（4）指出下面物質(zhì)分子或離子的空間構(gòu)型：PO₄^3-

 

；CS₂

 

．
（5）有兩種活性反應(yīng)中間體微粒，它們的微粒中均含有1個(gè)碳原子和3個(gè)氫原子．根據(jù)下面給出的這兩種微粒的球棍模型，寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)式：

 

；

 

．
（6）按要求寫(xiě)出第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子的化學(xué)式：平面形分子

 

；三角錐形分子

 

；四面體形分子

 

．

Answer 1

分析：（1）含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)，據(jù)此確定酸的結(jié)構(gòu)式；
（2）酸和堿反應(yīng)生成鹽和水；
（3）根據(jù)酸的性質(zhì)分析解答；
（4）PO₄^3-離子的立體構(gòu)型可由價(jià)層電子對(duì)互斥理論，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其VSEPR模型；
（5）根據(jù)分子的空間構(gòu)型、雜化類(lèi)型以及價(jià)層電子數(shù)來(lái)判斷；
（6）由第二周期元素為中心原子，通過(guò)sp³雜化形成中性分子，如果該分子為正四面體結(jié)構(gòu)，則該分子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，如果是三角錐型分子，則該分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，如果是V型分子，則該分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且具有2個(gè)孤電子對(duì)．

解答：解：（1）含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)，亞磷酸是中強(qiáng)酸，亞砷酸既有弱酸性又有弱堿性，所以亞磷酸和亞砷酸的結(jié)構(gòu)式分別為：、，故答案為：；；
（2）酸和堿反應(yīng)生成鹽和水，亞磷酸中含有2個(gè)羥基，屬于二元酸，亞砷酸屬于三元酸，亞磷酸和亞砷酸分別和氫氧化鈉的反應(yīng)方程式為：H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O、H₃AsO₃+3NaOH=Na₃AsO₃+3H₂O，
故答案為：H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O；H₃AsO₃+3NaOH=Na₃AsO₃+3H₂O；
（3）亞磷酸是中強(qiáng)酸，亞砷酸既有弱酸性又有弱堿性，所以亞磷酸和鹽酸不反應(yīng)，亞砷酸和鹽酸能反應(yīng)，反應(yīng)方程式為As（OH）₃+3HCl=AsCl₃+3H₃O，
故答案為：不反應(yīng)；As（OH）₃+3HCl=AsCl₃+3H₃O；
（4）PO₄^3-中心原子為P，其中σ鍵電子對(duì)數(shù)為4，中心原子孤電子對(duì)數(shù)為

1

2

（5+3-4×2）=0，PO₄^3-價(jià)層電子對(duì)對(duì)數(shù)為4+0=4，故立體構(gòu)型為正四面體；CS₂分子中價(jià)電子對(duì)=2+

1

2

（4-2×2）=2，且沒(méi)有孤電子對(duì)，所以是直線型分子，故答案為：正四面體；直線形；
（5）甲的空間結(jié)構(gòu)為正四面體，則碳原子為sp²雜化，中心碳原子無(wú)孤電子對(duì)，因此價(jià)層電子對(duì)數(shù)3，化學(xué)式為CH₃⁺，乙的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，則碳原子為sp³雜化，中心碳原子有1個(gè)孤電子對(duì)，因此價(jià)層電子對(duì)數(shù)4，化學(xué)式CH₃^-，故答案為：CH₃⁺；CH₃^-；
（6）由第二周期非金屬元素構(gòu)成的中性分子，第二周期元素為中心原子，通過(guò)sp²雜化形成中性分子，是平面形分子，該類(lèi)型分子有BF₃，
第二周期元素為中心原子，通過(guò)sp³雜化形成中性分子，
如果是三角錐型分子，則該分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，該類(lèi)型分子有NF₃，
如果該分子為正四面體結(jié)構(gòu)，則該分子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，該類(lèi)型分子有CF₄，
故答案為：BF₃；NF₃；CF₄．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了酸的性質(zhì)，明確含氧酸強(qiáng)弱的判斷方法即可解答，難度不大．