Question

【题目】氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示:

请回答下列问题:

（1）由B2O3制备BN的化学方程式是___________.

（2）基态B原子的电子排布式为___________;B和N相比，电负性较大的是_________,B元素的化合价为_________;

（3）在BF3分子中，F-B-F的键角是______，B原子的杂化轨道类型为________,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为_________;

（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为_________;

（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是_____________g/cm3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA)

Answer 1

【答案】 B2O3+2NH3 2BN+3H2O 1s22s22p1 N +3 120° sp2 正四面体 共价键(极性键) 分子间作用力 25×4/[(361.5x10-10)3×NA]

【解析】（1）反应为非氧化还原反应，反应的方程式为：B2O3+2NH3 2BN+3H2O；正确答案：B2O3+2NH3 2BN+3H2O 。

（2）B的原子序数为5，其电子排布式为；B与N均为同周期非金属元素，且 N非金属性强于B，因此N电负性较大，则N应显-3价，B显+3价；正确答案：1s22s22p1 ；N ；+3 。

（3）在BF3分子中，B为杂化， F-B-F的键角是120°；中B采用杂化，其空间构型为正四面体；正确答案：120°；sp2 ； 正四面体。

（4）石墨同层C原子间以共价键连接，各层间以分子间作用力（范德华力）结合；氮化硼晶体与石墨的结构结构类似，因此，层内B原子与N原子之间的化学键为（非极性）共价键，层间作用力为分子间作用力；正确答案：共价键(极性键) ； 分子间作用力。

（5）金刚石立方晶胞中有8个C原子，又立方氮化硼结构与金刚石相似，所以立方氮化硼中总原子数为8，另原子数之比为1:1，则原子各为4个；立方氮化硼晶胞边长为361.5pm，N原子质量为14g/mol，B原子质量为11g/mol，则所求密度=（4×14+4×11）/(361.5×10-10)3×NA=25×4/[(361.5×10-10)3×NA]；正确答案：25×4/[(361.5×10-10)3×NA]。