分析 (1)由圖及元素守恒可寫出由B2O3制備BF3的方程式;根據(jù)價層電子對互斥理論確定構(gòu)型和雜化方式;
(2)同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,據(jù)此判斷第一電離能大小順序;
(3)在[Al(OH)4]-中Al采取sp3雜化,用最外層的四個空軌道接受O提供的孤對電子形成配合物,一個NH4BF4中N原子和其中一個H原子之間存在配位鍵、B原子和其中一個F原子之間存在一個配位鍵,所以含有2個配位鍵,據(jù)此計算;
(4)在硼原子組成的正二十面體結(jié)構(gòu)中,每5個面共用一個頂點,每個等邊三角形擁有的頂點為:$\frac{1}{5}$×3=$\frac{3}{5}$,20個等邊三角形擁有的頂點為:$\frac{3}{5}$×20=12,每2個面共用一個B-B鍵;
(5)①a.由圖可知立方相氮化硼是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為原子晶體;
b.非金屬元素之間易形成共價鍵;
c.六方相氮化硼為層狀結(jié)構(gòu),層間為分子間作用力,作用力小;
d.立方相氮化硼含有σ鍵不存在π鍵;
②六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子形成3個共價單鍵,該物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)中不存在自由移動的電子;
③氮化硼與碳元素的單質(zhì)相似,結(jié)合金剛石的結(jié)構(gòu)進行判斷,立方相氮化硼晶體中,每個硼原子連接12個六元環(huán),在地殼內(nèi)部,離地面越深,其壓強越大、溫度越高.
解答 解:(1)B2O3與CaF2和H2SO4反應即生成BF3,同時還應該產(chǎn)生硫酸鈣和水,方程式為:B2O3+3CaF2+3H2SO4=2BF3↑+3CaSO4+3H2O,BF3分子的中心原子B原子上含有3個σ 鍵,中心原子上的孤電子對數(shù)=$\frac{1}{2}$(a-xb)=$\frac{1}{2}$(0-3×1)=0,中心原子B原子的價層電子對數(shù)為3,屬于sp2雜化,中心原子上沒有孤對電子,所以其空間構(gòu)型就是平面三角形,鍵角是120°,BF3分子為平面三角形,
故答案為:B2O3+3CaF2+3H2SO4=2BF3↑+3CaSO4+3H2O;sp2;平面正三角形;
(2)同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,B、N、O、F元素處于同一周期且原子序數(shù)逐漸增大,N處于第VA族,所以第一電離能N>O,B的第一電離能最小,第一電離能由大到小的順序是:F>N>O>B,
故答案為:F>N>O>B;
(3)在[Al(OH)4]-中Al采取sp3雜化,用最外層的四個空軌道接受O提供的孤對電子形成配合物,其結(jié)構(gòu)式為,一個NH4BF4中N原子和其中一個H原子之間存在配位鍵、B原子和其中一個F原子之間存在一個配位鍵,所以含有2個配位鍵,則1mol NH4BF4含有2mol配位鍵,即2NA個配位鍵,
故答案為:;2NA;
(4)在硼原子組成的正二十面體結(jié)構(gòu)中,每5個面共用一個頂點,每個面擁有這個頂點的:$\frac{1}{5}$×3=$\frac{3}{5}$,20個等邊三角形擁有的頂點為:$\frac{3}{5}$×20=12,每2個面共用一個B-B鍵,每個面擁有這個B-B鍵的$\frac{1}{2}$,每個等邊三角形占有的B-B鍵為:$\frac{1}{2}$×3=$\frac{3}{2}$,20個等邊三角形擁有的B-B鍵為:$\frac{3}{2}$×20=30,
故答案為:30;
(5)①a.立方相氮化硼為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),不存在分子,為原子晶體,故a錯誤;
b.非金屬元素之間易形成共價鍵,所以N原子和B原子之間存在共價鍵,故b正確;
c.六方相氮化硼層間為層狀結(jié)構(gòu),分子間作用力,作用力小,導致其質(zhì)地軟,故c正確;
d.立方相氮化硼N原子和B原子之間存在共價單鍵,所以該化合物中含有σ鍵不存在π鍵,故d錯誤;
故選ad;
②六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子形成3個共價單鍵,六方相氮化硼晶體內(nèi)B-N鍵數(shù)與硼原子數(shù)之比為3:1,該物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)中不存在自由移動的電子,所以不導電,
故答案為:3:1;立方氮化硼晶體內(nèi)無自由移動的電子;
③氮化硼與金剛石的結(jié)構(gòu)相似,立方相氮化硼晶體中,每個硼原子連接12個六元環(huán),在地殼內(nèi)部,離地面越深,其壓強越大、溫度越高,根據(jù)題干知,實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是高溫高壓,
故答案為:12;高溫、高壓.
點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),涉及第一電離能、原子的雜化方式、晶體的計算等知識點,側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查,這些知識點都是高考熱點,注意價層電子對互斥理論確定原子雜化方式及分子空間構(gòu)型、晶胞的計算,題目難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 該溫度下HB的電離平衡常數(shù)約等于1.11×10-5 | |
B. | 當lg$\frac{V}{{V}_{0}}$=3時,若兩溶液同時升高溫度,則$\frac{c({B}^{-})}{c({A}^{-})}$減小 | |
C. | 相同條件下NaA溶液的pH大于NaB溶液的pH | |
D. | 溶液中水的電離程度:a=c>b |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 放熱1638 kJ | B. | 吸熱1638 kJ | C. | 吸熱3276 kJ | D. | 放熱3276 kJ |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
化學式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO | Cu(OH)2 |
相關常數(shù) | Ka=1.8×10-5 | Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 | Ka=3.0×10-8 | Ksp=2×10-20 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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