Question

【题目】（化学—选修3：物质结构与性质）

氮化硼（BN）被称为一种“宇宙时代的材料”，具有很大的硬度。

（1）基态硼原子有__________个未成对电子，氮离子的电子排布式为__________。

（2）部分硼的化合物有以下转化：

则下列叙述正确的是__________（填序号）；

A．B3N3H6俗称无机苯，但不是平面分子

B．BNH6与乙烷是等电子体

C．HB≡NH中的硼原子、氮原子韵杂化类型相同

D．硼、氮、氧三元素的第一电离能比较：B＜N＜O

（3）下图的晶体结构中，黑球白球分别代表不同的原子、离子或分子，则图1的晶胞中含有的粒子总数为__________；图2中的白球的配位数是__________。

（4）已知图3、4均表示BN晶体的结构，制备氮化硼的原理为：BCl3＋2NH3＝BN＋2HCl＋NH4Cl，当该反应中有1mol BN生成时，则反应中可形成__________mol配位键，比较氮化硼晶体与晶体硅的沸点高低并解释原因____________________。

（5）X射线的衍射实验可获取晶体的结构，包括晶胞形状、大小及原子的分布等参数，从而提供了又一种实验测定阿伏加德罗常数和元素的相对质量的方法。若图4晶胞的棱长为a nm，密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗常数为__________（要求化为最简关系）。

Answer 1

【答案】（1）1 1s22s22p6（2）B、C （3）5 8

（4）2氮化硼晶体比晶体硅高，氮硼键的键能比硅硅键的键能大（5）1023/a3ρ

【解析】

试题分析：（1）B原子核外电子排布为1s22s22p1，2p能级的1个电子为未成对电子；N3-离子核外电子数为10，核外电子排布式为1s22s22p6；

（2）A．B3N3H6与苯为等电子体，结构相似，为平面结构，A错误；B．BNH6与乙烷是原子总数相同、电子总数相同，二者互为等电子体，B正确；C．HB≡NH中的硼原子、氮原子均形成2个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目均为2，杂化方式sp杂化，C正确；D．同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能B＜O＜N，D错误，答案选BC；

（3）图1的晶胞中含有的粒子总数为1+8×1/8+6×1/2 =5；与白色球最近的黑色球处于体心位置，每个顶点白色球为8个晶胞共用，故白色球的配位数为8；

（4）由图可知，B原子与N原子之间4个共价键，其中一个为配位键，生成1molBN时，形成1mol配位键，同时得到1molNH4Cl，1个铵根离子中也含有1个配位键，故形成配位键为2mol；氮化硼与晶体硅均为原子晶体，Si原子半径大于B原子、N原子半径，Si-Si键的键长大于B-N键的键长，故B-N键的键能比Si-Si键的键能大，则氮化硼晶体的熔点比晶体硅的高；

（5）晶胞中B原子数目=N原子数目=4，则晶胞质量为4×(11+14)/NAg，晶胞的边长为a nm，密度为ρgcm-3，则：4×(11+14)/NAg＝（a×10-7cm）3×ρ gcm-3，整理得NA＝1023/a3ρ。