题目内容

11．硼（B）及其化合物在化学中有重要的地位．请回答下列问题：
（1）Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1B与同周期相邻两元素第一电离能由大到小的顺序是C＞Be＞B．
（2）硼酸（H3BO3）是白色片状晶体（层状结构如图），有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大．
①硼酸中B原子的杂化轨道类型为sp2．
②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和氢键、共价键．
③加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是加热破坏了硼酸分子之间的氢键，硼酸分子与水分子之间形成氢键．
④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OHˉ而呈酸性．写出硼酸的电离方程式H3BO3+H2O?[B（OH）4]-+H+．
（3）立方氮化硼是一种新型陶瓷材料，结构和形体都类似金刚石，是现时所知的几乎最硬的物质，化学式为BN，则立方氮化硼中B原子的杂化轨道类型为sp3；1mol立方氮化硼中B-N的物质的量为4mol．

分析 （1）Ga与B同主族，处于第四周期ⅢA族，核外电子数为31，结合核外电子排布规律书写；同周期从左到右第一电离能增大，但是第IIA和第IIIA族、第VA和第VIA反常；
（2）①由图可知，B原子形成3个B-Oσ键，没有孤电子对，据此判断B原子杂化方式；
②由硼酸晶体结构可知，层内分子中O与B、H之间形成共价键，分子间H、O之间形成氢键；
③加热破坏了硼酸分子之间的氢键，硼酸分子与水分子之间形成氢键；
④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OH-而呈酸性，即电离生成[B（OH）4]-、H+；
（3）立方氮化硼的结构和形体都类似金刚石，则每个B原子形成4个共价键，构成的立体网状结构，根据共价键数目判断杂化类型．

解答 解：（1）Ga与B同主族，处于第四周期ⅢA族，核外电子数为5+8+18=31，根据构造原理知其基态原子核外电子分布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，同周期从左到右第一电离能增大，但是第IIA和第IIIA族、第VA和第VIA反常，故第一电离能：C＞Be＞B，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1； C＞Be＞B；
（2）①由图可知，B原子形成3个B-Oσ键，没有孤电子对，B原子杂化轨道数目为3，B原子采取sp2杂化方式，
故答案为：sp2；
②由硼酸晶体结构可知，层内分子中O与B、H之间形成共价键，分子间H、O之间形成氢键，层与层之间为范德华力，
故答案为：氢键、共价键；
③加热破坏了硼酸分子之间的氢键，硼酸分子与水分子之间形成氢键，加热时，硼酸的溶解度增大，
故答案为：加热破坏了硼酸分子之间的氢键，硼酸分子与水分子之间形成氢键；
④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OH-而呈酸性，即电离生成[B（OH）4]-、H+，电离方程式为：H3BO3+H2O?[B（OH）4]-+H+，
故答案为：H3BO3+H2O?[B（OH）4]-+H+；
（3）立方氮化硼的结构和形体都类似金刚石，金刚石中每个C原子与其它4个碳原子形成四面体结构，整个晶体为立体网状结构，则每个B原子形成4个共价键，则B原子的杂化类型为sp3；每个B原子形成4个共价键，则1mol立方氮化硼中B-N的物质的量为4mol，
故答案为：sp3；4mol．

点评 本题是对物质结构的考查，题目涉及电子排布式、第一电离能、杂化理论的应用氢键和分子间作用力等，涉及知识点较多，需要学生具备扎实的基础与扎实迁移运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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1．如表是元素周期表的一部分．表中所列的字母分别代表一种化学元素．

试回答下列问题：
（1）请写出H的单质与二氧化碳反应的方式2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（2）K的气态氢化物的VSEPR模型为V型，其中心原子的杂化类型为sp3．
（3）C、D和E的第一电离能数值由大到小的顺序为：N＞O＞C（用元素符号作答）．
（4）由A、C、D形成的ACD分子中，含有2个σ键，2个π键．
（5）在测定F的氢化物的相对分子质量时，测量值比用化学式计算的结果大，其原因是：氟化氢分子间能形成氢键．
（6）元素M的化合物（MO2Cl2）在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应．请回答下列问题：
①与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有K、Cu（填元素符号）
②MO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断MO2Cl2是非极性（填“极性”或“非极性”）分子．
2．下列表述中正确的是（　　）
A．根据图1可知合成甲醇的热化学方程式为CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=（b-a）kJ•mol-1
B．1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应，后者比前者△H小
C．图2表示2 mol H2（g）所具有的能量比2 mol气态水所具有的能量多483.6 kJ
D．汽油燃烧时将全部的化学能转化为热能
19．下列说法错误的是（　　）
A．苯、四氯化碳用溴水即可鉴别
B．CH3CH2OH、CH3COOH均可与金属Na反应生成H2
C．糖类、蛋白质、油脂都能发生水解反应
D．等物质的量的乙烯、乙醇分别完全燃烧，消耗O2的质量相等
6．${\;}_{27}^{60}$Co是γ放射源，${\;}_{27}^{60}$Co可用于农作物的诱变育种，我国用该方法培育出了许多农作物新品种．对原子${\;}_{27}^{60}$Co的叙述不正确的是（　　）
A．质量数是60B．质子数是27C．中子数是33D．电子数是33
16．（A）下列有机实验操作或叙述，正确的是④⑤（填写代号）．
①能使酸性高锰酸钾溶液褪色的烃，分子中一定含有碳碳双键或者碳碳叁键
②乙酸乙酯中含有少量乙酸可用饱和的Na0H溶液除去
③蔗糖水解时应用浓H2SO4作催化剂
④在鸡蛋清溶液中滴入饱和的NH4NO3溶液后有沉淀析出
⑤银镜反应的实质是Ag+把-CHO氧化成-COOH
⑥实验室制取硝基苯：先加入浓硫酸，再加苯，最后滴入浓硝酸
（B）25℃～101kPa时，mg仅含三种元素的有机物在足量的O2中充分燃烧．其燃烧产物通入过量的Na2O2固体，固体质量增加了mg．
①下列物质中不能满足上述结果的是CD
A．C2H6O2            B．C6H12O6                  C．C12H22O11        D．（C6H10O5）n
②A是符合上述条件且相对分子质量最小的有机物，则A的电子式．A中所有原子是否共面是（填“是”或“否”）．
（C）用系统命名法命名下列物质：
①：2，3-二甲基戊烷；②：4-甲基-2-戊烯．
3．下列反应属于取代反应的是（　　）
A．Zn+CuSO4═ZnSO4+CuB．2HI+Cl2═I2+2HCl
C．CH4+Cl2$\stackrel{光照}{→}$CH3Cl+HClD．CH4+2O2$\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2O
20．按要求填空：
（1）1mol羟基的电子数是9NA；相对分子质量为72且沸点最低的烷烃的结构简式C（CH3）4．
（2）下列物质的系统命名为：2，3-二甲基-丁烷
（3）的分子式为C4H8O；官能团的名称是碳碳双键、醛基．
（4）某烃的分子式为C4H4，它是合成橡胶的中间体，它有多种同分异构体．
①试写出它的一种链式结构的同分异构体的结构简式HC≡C-CH═CH2．
②它有一种同分异构体，每个碳原子均达饱和，且碳与碳的夹角相同，该分子中碳原子形成的空间构型为正四面体形．
1．若含有双键、叁键或环，该分子就不饱和，具有一定的“不饱和度”．其数值可表示为：
不饱和度（Ω）=双键数+叁键数×2+环数．例如：Ω=2．则有关下面有机物的说法正确的是（　　）
A．不饱和度为5
B．含有的官能团有碳碳双键和酯基
C．该有机物可以发生水解反应，不能发生氧化反应
D．该有机物所有原子都在同一平面上

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