Question

14．硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途．工業(yè)上以鐵硼礦為原料制備硼酸，鐵硼礦含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多種元素，它的主要成分為Mg₂B₂O₅•H₂O和Fe₃O₄．
（1）基態(tài)鐵原子的外圍電子層排布為3d⁶4s²，該元素位于元素周期表中的第Ⅷ族，在水溶液中常以Fe²⁺、Fe³⁺的形式存在，其中Fe³⁺更穩(wěn)定．
（2）以硼酸為原料可制得NaBH₄，B原子的雜化方式為sp³．
（3）第ⅤA族元素的原子R與A原子結(jié)合形成RA₃氣態(tài)分子，其立體結(jié)構(gòu)呈三角錐形．RCl₅在氣態(tài)和液態(tài)時(shí)，分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，下列關(guān)于RCl₅分子的說法中不正確的是D
A．分子中5個(gè)R-Cl鍵鍵能不都相同
B．鍵角（Cl-R-Cl）有90°、120、180°幾種
C．RCl₅受熱后會(huì)分解生成分子立體結(jié)構(gòu)呈三角錐形的RCl₃
D．每個(gè)原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
（4）因?yàn)槁然�鋁易升華，其雙聚物Al₂Cl₆結(jié)構(gòu)如圖2所示．1mol該分子中含2N_A個(gè)配位鍵，該分子否（填“是”或“否”）平面型分子．
（5）純疊氮酸（HN₃）在常溫下是一種液體，沸點(diǎn)較高，為308.8K，主要原因是HN₃分子間存在氫鍵．
（6）二硫化碳屬于非極性 （填“極性”或“非極性”）分子．

Answer 1

分析 （1）Fe元素原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理書寫其價(jià)電子排布式，確定在周期表中位置；Fe³⁺離子3d為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，比較穩(wěn)定；
（2）NaBH₄中B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，雜化軌道數(shù)目為4；
（3）A．根據(jù)鍵長越短，鍵能越大判斷；
B．上下兩個(gè)頂點(diǎn)與中心R原子形成的鍵角為180°，中間為平面三角形，構(gòu)成三角形的鍵角為120°，頂點(diǎn)與平面形成的鍵角為90°；
C．RCl₅$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$RCl₃+Cl₂↑；
D．R原子最外層有5個(gè)電子，形成5個(gè)共用電子對(duì)；
（4）Al₂Cl₆結(jié)構(gòu)中黑色球?yàn)锳l原子、白色球?yàn)镃l原子，Al原子與Cl原子之間形成3個(gè)共價(jià)鍵、1個(gè)配位鍵，Al原子雜化軌道數(shù)目為4；
（5）分子間中如果含有氫鍵，會(huì)導(dǎo)致其沸點(diǎn)升高；
（6）二硫化碳屬于直線型分子，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，屬于非極性分子．

解答 解：（1）Fe元素原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理，其價(jià)電子排布式為3d⁶4s²，在周期表中位于第Ⅷ族，F(xiàn)e³⁺離子3d為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，比較穩(wěn)定；
故答案為：3d⁶4s²；Ⅷ；Fe³⁺；
（2）NaBH₄中B原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4，雜化軌道數(shù)目為4，其雜化方式為：sp³，
故答案為：sp³；
（3）A．鍵長越短，鍵能越大，鍵長不同，所以鍵能不同，故A正確；
B．上下兩個(gè)頂點(diǎn)與中心R原子形成的鍵角為180°，中間為平面三角形，構(gòu)成三角形的鍵角為120°，頂點(diǎn)與平面形成的鍵角為90°，所以鍵角（Cl-R-Cl）有90°、120、180°幾種，故B正確；
C．RCl₅$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$RCl₃+Cl₂↑，則RCl₅受熱后會(huì)分解生成分子立體結(jié)構(gòu)呈三角錐形的RCl₃，故C正確；
D．R原子最外層有5個(gè)電子，形成5個(gè)共用電子對(duì)，所以RCl₅中R的最外層電子數(shù)為10，不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：D；
（4）Al₂Cl₆結(jié)構(gòu)中黑色球?yàn)锳l原子、白色球?yàn)镃l原子，Al原子與Cl原子之間形成3個(gè)共價(jià)鍵、1個(gè)配位鍵，Al原子雜化軌道數(shù)目為4，1mol該分子中含2N_A個(gè)配位鍵，該分子不是平面型分子，
故答案為：2N_A；否；
（5）分子間中如果含有氫鍵，會(huì)導(dǎo)致其沸點(diǎn)升高，
故答案為：HN₃分子間存在氫鍵；
（6）二硫化碳屬于直線型分子，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，屬于非極性分子，
故答案為：非極性．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、化學(xué)鍵、鍵角、鍵能、8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)等，注意分析題目中分子的立體結(jié)構(gòu)圖，難度中等．