Question

【題目】離子液體是在室溫和室溫附近溫度下呈液態(tài)的鹽類(lèi)物質(zhì)，由于其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，較低的熔點(diǎn)和良好的溶解性，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如圖為某離子液體的結(jié)構(gòu)，回答下列問(wèn)題：

（1）B原子核外有___種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。BF4-中，B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為___，與BF4-互為等電子體的分子為___（填分子式，寫(xiě)出一種即可）；在周期表中，與B的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是___，它們性質(zhì)相似的原因是___。

（2）NH3極易溶于水的原因與氫鍵有關(guān)，結(jié)合NH3·H2O的電離推測(cè)NH3·H2O的合理結(jié)構(gòu)式為___（填字母）。

A. B. C. D.

（3）該離子液體常溫下為液體，而NaBF4常溫下為固體，原因是___。

（4）分子中的大π鍵可用符號(hào)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為），則該離子液體的陽(yáng)離子中存在一個(gè)大π鍵，可表示為___。

（5）某硼的含氧酸根離子為無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)，節(jié)選部分結(jié)構(gòu)如圖所示，其離子的化學(xué)式可用通式表示為___（用n代表B原子數(shù)）。

（6）某種含B和N兩種元素的功能陶瓷，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知該晶胞底面為菱形，其邊長(zhǎng)為acm，高為bcm，晶體密度為ρg/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)NA為___mol-1（列出計(jì)算式）。

Answer 1

【答案】5 4 CCl4或SiF4 Si 電負(fù)性相近 B 均為離子晶體，NaBF4的晶格能大，所以熔點(diǎn)高 （BO2）nn-或（BnO2n）n- 或

【解析】

(1)B為5號(hào)元素；根據(jù)價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)計(jì)算BF4-中B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)；結(jié)合等電子體的概念分析解答；根據(jù)對(duì)角線規(guī)則分析解答；

(2)根據(jù)NH3·H2ONH4+＋OH－推測(cè)NH3·H2O的合理結(jié)構(gòu)；

(3)和NaBF4均為離子晶體，結(jié)合晶格能的大小與熔沸點(diǎn)的關(guān)系分析解答；

(4)的環(huán)中的大π鍵由3個(gè)碳原子和2個(gè)N原子，每個(gè)C有1個(gè)電子參與形成大π鍵，每個(gè)N有2個(gè)電子參與形成大π鍵，環(huán)帶有一個(gè)單位正電荷，據(jù)此分析判斷；

(5)根據(jù)圖示，黑球表示B原子，白球表示O原子，根據(jù)均攤法計(jì)算判斷結(jié)構(gòu)中B原子和O原子的數(shù)目比，以圖示4個(gè)B原子為例，要滿足O原子的8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要帶4個(gè)單位負(fù)電荷，據(jù)此書(shū)寫(xiě)該離子的化學(xué)式的通式；

(6)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中含有B和N原子數(shù)，再計(jì)算晶胞的質(zhì)量和晶胞的體積，結(jié)合晶體密度的計(jì)算方法列式計(jì)算。

(1)B為5號(hào)元素，原子核外有5種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；BF4-中，B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+=4，與BF4-互為等電子體的分子為CCl4或SiF4或CF4或SiCl4；根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，在周期表中，與B的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是Si，它們性質(zhì)相似，是因?yàn)殡娯?fù)性相近，故答案為：5；4；CCl4或SiF4或CF4或SiCl4；Si；電負(fù)性相近；

(2)NH3極易溶于水的原因與氫鍵有關(guān)，根據(jù)NH3·H2ONH4+＋OH－，可以推測(cè)NH3·H2O的合理結(jié)構(gòu)式為，故答案為：B；

(3)和NaBF4均為離子晶體，常溫下為液體，而NaBF4常溫下為固體，是因?yàn)?/span>NaBF4的晶格能大，使得熔點(diǎn)NaBF4比高，故答案為：均為離子晶體，NaBF4的晶格能大，所以熔點(diǎn)高；

(4)的環(huán)中的大π鍵由3個(gè)碳原子和2個(gè)N原子、每個(gè)C形成3個(gè)σ鍵，有1個(gè)電子參與形成大π鍵，每個(gè)N形成3個(gè)σ鍵，有2個(gè)電子參與形成大π鍵，環(huán)帶有一個(gè)單位正電荷，共6個(gè)電子參與形成大π鍵，該大π鍵可表示為，故答案為：；

(5)某硼的含氧酸根離子為無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖示，黑球表示B原子，白球表示O原子，結(jié)構(gòu)中BO3結(jié)構(gòu)單元通過(guò)氧原子連接形成鏈狀結(jié)構(gòu)，則B原子和O原子的數(shù)目比=1∶(2×+1)=1∶2，以圖示4個(gè)B原子為例，要滿足O原子的8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，需要帶4個(gè)單位負(fù)電荷，因此該離子的化學(xué)式可用通式(BO2)nn-或(BnO2n)n-表示，故答案為：(BO2)nn-或(BnO2n)n-；

(6)根據(jù)圖示，晶胞中含有B原子數(shù)為4×+4×+1=2，N原子數(shù)為2×+2×+1=2，因此晶胞的質(zhì)量為g，晶胞的體積為=cm3，則晶體密度ρg/cm3==g/cm3，則NA==，故答案為：或。