Question

【題目】硼及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)、生活和國防中有著重要的應用價值。

（1）最簡單的硼烷是B2H6(乙硼烷)，結(jié)構(gòu)如圖所示，其中B原子的雜化方式為________。

（2）三氯化硼和三氟化硼常溫下都是氣體，都有強烈的接受孤電子對的傾向。推測它們固態(tài)時的晶體類型為________；三氟化硼與氨氣相遇，立即生成白色固體，寫出該白色固體結(jié)構(gòu)式，并標注出其中的配位鍵________。

（3）經(jīng)結(jié)構(gòu)研究證明，硼酸晶體中B(OH)3單元結(jié)構(gòu)如圖Ⅰ所示。各單元中的氧原子通過O—H…O氫鍵連結(jié)成層狀結(jié)構(gòu)，其片層結(jié)構(gòu)及鍵長、層間距數(shù)據(jù)如圖Ⅱ所示。層與層之間以微弱的分子間力相結(jié)合構(gòu)成整個硼酸晶體。

①H3BO3是一元弱酸，寫出它在水中的電離方程式（與氨類似）_____________________；

②根據(jù)結(jié)構(gòu)判斷下列說法正確的是________；

a．硼酸晶體有滑膩感，可作潤滑劑

b．H3BO3分子的穩(wěn)定性與氫鍵有關

c．含1 mol H3BO3的晶體中有3 mol氫鍵

d．H3BO3分子中硼原子最外層為8e－穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

（4）利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷，圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。

①該功能陶瓷的化學式為________________；

②第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有________種。

Answer 1

【答案】 sp3雜化 分子晶體 H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+ ac BN 3

【解析】（1）根據(jù)每個硼原子含有4個共價鍵判斷；

（2）根據(jù)常溫下都是氣體判斷晶體類型；根據(jù)氮原子提供孤電子對，硼原子接受孤對電子分析；

（3）①根據(jù)與氨類似，進行遷移應用即可；

②根據(jù)硼酸晶體的結(jié)構(gòu)特點分析解答；

（4）①根據(jù)均攤法計算該功能陶瓷的化學式；

②根據(jù)影響第一電離能大小的因素分析判斷。

（1）乙硼烷分子中每個硼原子含有4個共價鍵，所以B原子采用sp3雜化；

（2）常溫下為氣體，說明晶體構(gòu)型為分子晶體；硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對的分子或離子形成配合物，BF3能與NH3反應生成BF3NH3，B與N之間形成配位鍵，N原子含有孤電子對，所以氮原子提供孤電子對，BF3NH3結(jié)構(gòu)式為：；

（3）①硼酸為一元弱酸，在水溶液里，和水電離出的氫氧根離子形成配位鍵，其電離方程式為：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

②a．硼酸（H3BO3）是一種片層狀結(jié)構(gòu)白色晶體，片層狀結(jié)構(gòu)晶體有滑膩感，可作潤滑劑，a正確；

b．分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)的B-O、H-O共價鍵有關，熔沸點與氫鍵有關，b錯誤；

c．1個硼酸分子形成了6個氫鍵，但每個氫鍵是2個硼酸分子共用的，所以平均含3個氫鍵，則含有1molH3BO3的晶體中有3mol氫鍵，c正確；

d．硼原子最外層只有3個電子，與氧原子形成3對共用電子對，因此B原子不是8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，d錯誤；

答案選ac；

（5）①根據(jù)原子半徑大小知，B原子半徑大于N原子，所以大球表示B原子，利用均攤法得B原子個數(shù)=1+8×1/8=2，N原子個數(shù)=1+4×1/4=2，B原子和N原子個數(shù)之比為2：2=1：1，所以其化學式為BN；

②同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O3種；