Question

【题目】离子液体是在室温和室温附近温度下呈液态的盐类物质，由于其具有良好的化学稳定性，较低的熔点和良好的溶解性，应用越来越广泛。如图为某离子液体的结构，回答下列问题：

（1）B原子核外有___种运动状态不同的电子。BF4-中，B原子价层电子对数为___，与BF4-互为等电子体的分子为___（填分子式，写出一种即可）；在周期表中，与B的化学性质最相似的邻族元素是___，它们性质相似的原因是___。

（2）NH3极易溶于水的原因与氢键有关，结合NH3·H2O的电离推测NH3·H2O的合理结构式为___（填字母）。

A. B. C. D.

（3）该离子液体常温下为液体，而NaBF4常温下为固体，原因是___。

（4）分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则该离子液体的阳离子中存在一个大π键，可表示为___。

（5）某硼的含氧酸根离子为无限链状结构，节选部分结构如图所示，其离子的化学式可用通式表示为___（用n代表B原子数）。

（6）某种含B和N两种元素的功能陶瓷，其晶胞结构如图所示。已知该晶胞底面为菱形，其边长为acm，高为bcm，晶体密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数NA为___mol-1（列出计算式）。

Answer 1

【答案】5 4 CCl4或SiF4 Si 电负性相近 B 均为离子晶体，NaBF4的晶格能大，所以熔点高 （BO2）nn-或（BnO2n）n- 或

【解析】

(1)B为5号元素；根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算BF4-中B原子价层电子对数；结合等电子体的概念分析解答；根据对角线规则分析解答；

(2)根据NH3·H2ONH4+＋OH－推测NH3·H2O的合理结构；

(3)和NaBF4均为离子晶体，结合晶格能的大小与熔沸点的关系分析解答；

(4)的环中的大π键由3个碳原子和2个N原子，每个C有1个电子参与形成大π键，每个N有2个电子参与形成大π键，环带有一个单位正电荷，据此分析判断；

(5)根据图示，黑球表示B原子，白球表示O原子，根据均摊法计算判断结构中B原子和O原子的数目比，以图示4个B原子为例，要满足O原子的8电子稳定结构，需要带4个单位负电荷，据此书写该离子的化学式的通式；

(6)根据均摊法计算晶胞中含有B和N原子数，再计算晶胞的质量和晶胞的体积，结合晶体密度的计算方法列式计算。

(1)B为5号元素，原子核外有5种运动状态不同的电子；BF4-中，B原子价层电子对数为4+=4，与BF4-互为等电子体的分子为CCl4或SiF4或CF4或SiCl4；根据对角线规则，在周期表中，与B的化学性质最相似的邻族元素是Si，它们性质相似，是因为电负性相近，故答案为：5；4；CCl4或SiF4或CF4或SiCl4；Si；电负性相近；

(2)NH3极易溶于水的原因与氢键有关，根据NH3·H2ONH4+＋OH－，可以推测NH3·H2O的合理结构式为，故答案为：B；

(3)和NaBF4均为离子晶体，常温下为液体，而NaBF4常温下为固体，是因为NaBF4的晶格能大，使得熔点NaBF4比高，故答案为：均为离子晶体，NaBF4的晶格能大，所以熔点高；

(4)的环中的大π键由3个碳原子和2个N原子、每个C形成3个σ键，有1个电子参与形成大π键，每个N形成3个σ键，有2个电子参与形成大π键，环带有一个单位正电荷，共6个电子参与形成大π键，该大π键可表示为，故答案为：；

(5)某硼的含氧酸根离子为无限链状结构，根据图示，黑球表示B原子，白球表示O原子，结构中BO3结构单元通过氧原子连接形成链状结构，则B原子和O原子的数目比=1∶(2×+1)=1∶2，以图示4个B原子为例，要满足O原子的8电子稳定结构，需要带4个单位负电荷，因此该离子的化学式可用通式(BO2)nn-或(BnO2n)n-表示，故答案为：(BO2)nn-或(BnO2n)n-；

(6)根据图示，晶胞中含有B原子数为4×+4×+1=2，N原子数为2×+2×+1=2，因此晶胞的质量为g，晶胞的体积为=cm3，则晶体密度ρg/cm3==g/cm3，则NA==，故答案为：或。