Question

【題目】氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂為起始物，經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN，如下圖所示：

請(qǐng)回答下列問題：

⑴由B2O3制備BN的化學(xué)方程式是_______。

⑵基態(tài)B原子的電子排布式為_____；B和N相比，電負(fù)性較大的是_____，BN中B元素的化合價(jià)為_____。

⑶在BF3分子中，F-B-F的鍵角是_____，B原子的雜化軌道類型為_____，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4， 的立體構(gòu)型為_____。

⑷氮化硼晶體有多種結(jié)構(gòu)，如立方氮化硼和六方氮化硼等。立方氮化硼結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm，則立方氮化硼的密度是______________g·cm-3（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值。阿伏加德羅常數(shù)為NA mol－1）。

Answer 1

【答案】B2O3+2NH3 2BN+3H2O 1s22s22p1 N +3 120° sp2 正四面體形

【解析】

硼砂和硫酸反應(yīng)生成H3BO3，H3BO3受熱分解得到B2O3，B2O3與NH3 在高溫下反應(yīng)生成BN和H2O，B2O3與硫酸、氟化鈣反應(yīng)BF3。同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大，分析物質(zhì)空間構(gòu)型和中心原子雜化方式時(shí)一般先計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)，根據(jù)密度公式進(jìn)行計(jì)算。

⑴B2O3與NH3 在高溫下反應(yīng)生成BN和H2O，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是B2O3+2NH3 2BN+3H2O；故答案為：B2O3+2NH3 2BN+3H2O。

⑵B是5號(hào)元素，基態(tài)B原子的電子排布式為1s22s22p1；同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大，因此B和N相比，電負(fù)性較大的是N，BN中N為3價(jià)，B元素的化合價(jià)為+3價(jià)；故答案為：1s22s22p1；N；+3。

⑶BF3中B價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，空間構(gòu)型為平面正三角形，在BF3分子中，F-B-F的鍵角是120°，B原子的雜化軌道類型為sp2，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4，BF4－中B價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，其立體構(gòu)型為正四面體形；故答案為：120°；sp2；正四面體形。

⑷立方氮化硼結(jié)構(gòu)與金剛石相似，金剛石中有8個(gè)碳原子，則立方氮化硼晶胞中有4個(gè)BN，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm，則立方氮化硼的密度是；故答案為：。