Question

氯化硼(BN)晶體是一種新型無機(jī)合成材料。用硼砂(Na₂B₄O₇)和尿素反應(yīng)可以得到氮化硼：Na₂B₄O₇+ 2CO(NH₂)₂＝4BN+Na₂O +4H₂O+2CO₂↑，根據(jù)要求回答下列問題：
（1）組成反應(yīng)物的所有元素中，第一電離能最大的是___________________。
（2）尿素分子()中鍵與鍵數(shù)目之比為__________；尿素分子中處于同一平面的原子最多有_______個。
（3）尿素分子一定條件下形成六角形“超分子”（結(jié)構(gòu)如圖）。“超分子”中尿素分子間主要通過什么作用力結(jié)合。答：________________(填1種)。

（4）圖示“超分子”的縱軸方向有一“通道”。直鏈烷烴分子剛好能進(jìn)人通道，并形成“超分子”的包臺物；支鏈烷烴因含有測鏈，空間體積較大而無法進(jìn)入“通道”。利用這一性質(zhì)可以實現(xiàn)直鏈烷烴和支鏈烷烴的分離。
①直鏈烷烴分子能進(jìn)人通道時，通過什么作用力與“超分子”結(jié)合，從而形成 “超分子”包合物?答：___________________。
②下列物質(zhì)可以通過尿素“超分子”進(jìn)行分離的是____________。
A．乙烷和丁烷    B．丁烷和異丁烷    C．異戊烷和新戊烷    D氯化鈉和氯化鉀
（5）BN晶體有a、B兩種類型，且a—BN結(jié)構(gòu)與石墨相似、B—BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似。
①a一BN晶體中N原子雜化方式是____________________；
②B—BN晶體中，每個硼原予形成________個共價鍵。這些共價鍵中，有________個為配位鍵。

Answer 1

（1）N（2分）
（2）1︰7（2分）   6（2分）
（3）氫鍵（2分）
（4）①范德華力（1分） ②B（1分）
（5）①sp²（1分）   ②4    1（各1分，共2分）

試題分析：（1）組成反應(yīng)物的所有元素Na、B、O、C、N、H，非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大。但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以氮元素的第一電離能大于氧元素的，即組成反應(yīng)物的所有元素中，第一電離能最大的是N。
（2）單鍵都是鍵，雙鍵是由1個鍵和1個鍵構(gòu)成的，所以根據(jù)尿素分子的結(jié)構(gòu)簡式可知，分子中鍵與鍵數(shù)目之比為1︰7；由于碳氧雙鍵是平面形結(jié)構(gòu)，2個氮原子位于這個平面上。由于氨氣是三角錐形結(jié)構(gòu)，因此氨基中的2個氫原子最多有1個位于這個平面上，因此尿素分子中處于同一平面的原子最多有6個。
（3）尿素形成的晶體是分子晶體，而氧元素與氮元素均能形成氫鍵，所以“超分子”中尿素分子間主要通過氫鍵作用力結(jié)合。
（4）①烷烴形成的晶體類型是分子晶體，因此通過分子間作用力即范德華力與“超分子”結(jié)合，從而形成 “超分子”包合物。
②關(guān)節(jié)炎題意可知，可以實現(xiàn)直鏈烷烴和支鏈烷烴的分離，而乙烷和丁烷都不帶支鏈，異戊烷和新戊烷均帶支鏈，氯化鈉和氯化鉀不是烷烴，因此不能實現(xiàn)分離，丁烷和異丁烷分別是直鏈烷烴和支鏈烷烴，可以實現(xiàn)分離，答案選B。
（5）①a—BN結(jié)構(gòu)與石墨相似，而石墨是層狀結(jié)構(gòu)，碳原子是sp²雜化，所以a一BN晶體中N原子雜化方式是sp²雜化。
②B—BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似，金剛石中每個碳原子形成4個共價鍵，所以B—BN晶體中，每個硼原予也形成4個共價鍵。由于B原子的最外層電子數(shù)是3個，只能形成3個共價鍵，因此這些共價鍵中，有1個為配位鍵。