Question

化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料，可由六元環(huán)狀物質(zhì)(HB=NH)3通過反應(yīng)3CH4+2(HB=NH)3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得。A在一定條件下通過多步去氫可最終轉(zhuǎn)化為氮化硼（BN）。請回答：

（1）與(HB=NH)3互為等電子體的分子為                    (填分子式)。

（2）下列關(guān)于合成A的化學(xué)方程式的敘述不正確的是          (填選項(xiàng)字母)。

     a．反應(yīng)前后碳原子的軌道雜化類型不變

     b．CH4、H2O、CO2的分子空間構(gòu)型分別為正四面體形、V形、直線形

     c．第一電離能的大小關(guān)系為：N>O>C>B

     d．A中存在配位鍵

（3）氮化硼(BN)有多種晶型，其中立方氮化硼與金剛石的構(gòu)型類似，則其晶胞中共有

                      個(gè)硼原子，             個(gè)氮原子。

（4）人工可以合成硼的一系列氮化物，其物理性質(zhì)與烷烴相似，故稱之為硼烷。工業(yè)上采用LiAlH4和BF3，在乙醚介質(zhì)中反應(yīng)制得乙硼烷(B2H6) ,同時(shí)生成另外兩種產(chǎn)物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                          。 

（5）相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表所示，簡要分析和解釋下列事實(shí)。

    

自然界中不存在硼單質(zhì)，硼氫化物也很少，主要是含氧化物，其原因?yàn)?/p>

                                                                              

（6）在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀、骨架狀等多種結(jié)  

     構(gòu)形式，圖(a)為一種無限長單鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，

     其化學(xué)式為               ；圖(b)為硼砂晶體中的陰

     離子，其中硼原子采取的雜化類型                 。

Answer 1

【知識點(diǎn)】物質(zhì)結(jié)構(gòu)、核外電子排布、化學(xué)鍵

【答案解析】（1）C6H6 （2分）  （2）a （2分） （3）4   4（各1分，共2分）

（4）3LiAlH4＋4BF32B2H6＋3LiF＋3AlF3（3分）

（5）B—O鍵鍵能大于B—B鍵和B—H鍵，所以更易形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的B—O鍵（2分，其他合理答案均可給分）

（6）[BO2]nn-或BO2-  （2分） sp2、sp3   （各1分，共2分）

  解析：（1）等電子體是指具有相同電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子，所以與(HB=NH)3互為等電子體的分子C6H6

CH4、CO2的分子中碳原子雜化類型分別為sp3和sp，選a

根據(jù)金剛石的結(jié)構(gòu)，金剛石晶胞是立方體，其中8個(gè)頂點(diǎn)有8個(gè)碳原子，6個(gè)面各有6個(gè)碳原子，立方體內(nèi)部還有4個(gè)碳原子，可以判斷出金剛石的一個(gè)晶胞中含有的碳原子數(shù)8，因此一個(gè)立方氮化硼晶胞中含有4個(gè)N原子和4個(gè)B原子。

（4）根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物不是氧化還原反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)判斷方程式為：3LiAlH4＋4BF32B2H6＋3LiF＋3AlF3

（5）B—O鍵鍵能大于B—B鍵和B—H鍵，所以更易形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的B—O鍵

（6）圖(a)為一種無限長單鏈狀結(jié)構(gòu)，每3個(gè)B—O鍵中有2個(gè)氧原子為硼和硼共用，所以硼和氧原子的比例為1:2即離子式BO2-，圖(b)為硼砂晶體中的陰離子，形成3個(gè)B—O鍵的硼原子采取的雜化類型sp2，形成4個(gè)B—O鍵的硼原子采取的雜化類型sp3。

【思路點(diǎn)撥】本題考查較為綜合，涉及等電子體的概念，元素周期律的遞變規(guī)律、雜化類型的判斷、分子的空間構(gòu)型以及鍵能等知識。但是題目難度中等，做題要注意有關(guān)知識的積累。