Question

【题目】由N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途。

（1）B2H6是一种高能燃料，它与Cl2反应生成的BCl3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅的制造；由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为_______（填离子符号，填一个）。

（2）氨硼烷（H3N→BH3）和Ti（BH4）3均为广受关注的新型化学氢化物储氢材料．

①H3N→BH3中B原子的外围电子排布图_________。

②Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反应制得，写出该制备反应的化学方程式____；基态Ti3+的成对电子有___对，BH4-的立体构型是____；Ti（BH4）3所含化学键的类型有____；

③氨硼烷可由六元环状化合物（HB=NH）3通过如下反应制得：3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3；与上述化学方程式有关的叙述不正确的是 _____________

A．氨硼烷中存在配位键

B．第一电离能：N＞O＞C＞B

C．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变

D．CH4、H2O、CO2都是非极性分子

（3）磷化硼（BP）是受到高度关注的耐磨材料，如图1为磷化硼晶胞；

①晶体中P原子填在B原子所围成的____空隙中。

②晶体中B原子周围最近且相等的B原子有____个。

（4）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，其结构和硬度都与金刚石相似，但熔点比金刚石低，原因是__________。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图，请在图中圆球上涂“●”和画“×”分别标明B与N的相对位置______。其中“●”代表B原子，“×”代表N原子。

Answer 1

【答案】NO3-/CO32-TiCl3+3LiBH4Ti(BH4)3 + 3LiCl9正四面体配位键、共价键、离子键CD正四面体12氮化硼中硼的原子半径比C大，故其N-B键的键能小于金刚石中的C-C键，所以氮化硼的熔点就越低

【解析】

（1）根据等电子体原理，原子数相同，价电子数也相同的粒子互为等电子体，所以由第2周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为CO32-或NO3-，故答案为CO32-或NO3-；（2）①B原子的外围电子排布图为；TiCl3和LiBH4发生复分解反应得到Ti（BH4）3，反应方程式为：TiCl3+3LiBH4Ti(BH4)3 + 3LiCl；基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，故其成对电子数为9；BH4-中B原子的价层电子数为（3+1+4）÷2=4，则其杂化方式为sp3，立体构型为正四面体；BH4-中B原子存在空轨道，与

H-能形成配位键，故Ti（BH4）3中所含化学键有离子键、共价键、配位键；③A．氨硼烷N与B间形成的是配位键，故A说法正确；B．在同周期元素中元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，而VA族元素的第一电离能要大于相邻元素，则第一电离能：N＞O＞C＞B，故B说法正确；C.反应前CH4中碳原子的轨道杂化类型为sp3，反应后生成的CO2中碳原子的轨道杂化类型为sp；故C说法错误；D．CH4、CO2都是非极性分子，但H2O是极性分子，故D说法错误；答案为CD。（3）①由晶胞结构分析可每个B原子与周围四个P原子成键，同时每个P原子与周围四个B原子成键，P原子位于四个B原子形的正四面体中心，故答案为正四面体；②由晶胞结构可知晶体中B原子周围最近且相等的B原子和P原子周围最近且相等的P原子，以晶胞某个面心的P原子为中心，同一个平面内与之最近且相等的P原子为4个，三个面共12个，故答案为12；（4）氮化硼中硼的原子半径比C大，故其N-B键的键能小于金刚石中的C-C键，所以氮化硼的熔点就越低；立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图相当于该晶胞的正视图，其晶胞结构与磷化硼相似，则参照图1可得B与N的相对位置为。