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N原子的轨道杂化类型为 ．
②Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反应制得．基态Ti3+的未成对电子数有个，BH4﹣的立体构型是 ． 写出该制备反应的化学方程式 ．
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 ． （填标号）
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分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形
（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磷化硼晶体属于晶体（填晶体类型），（填是或否）含有配位键．
②晶体中B原子的配位数为 ．
（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 ．
（5）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．

Answer 1

【答案】
（1）CO32﹣或NO3﹣
（2）sp3；1；正四面体；TiCl3+3LiBH4=Ti（BH4）3+3LiCl；C
（3）原子；是；4
（4）B﹣N键键长大于C﹣C键键长，键能小，所以熔点低
（5）
【解析】解：（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﹣ ，
所以答案是：CO32﹣或NO3﹣；
（2.）①H3N→BH3中N原子的价层电子对数为 =4，所以N原子的轨道杂化类型为sp3 ， 所以答案是：sp3
②基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1 ， 其未成对电子数是1． BH4﹣中B原子的价层电子对数为 =4，所以杂化方式为sp3杂化，则BH4﹣的立体构型为正四面体，Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反应制得，反应的化学方程式为TiCl3+3LiBH4═Ti（BH4）3+3LiCl，所以答案是：1；正四面体；TiCl3+3LiBH4=Ti（BH4）3+3LiCl；
③A．B一般是形成3个键，（H3BNH3）由六元环状化合物（HB=NH）3通过3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得，其中1个键是配位键，故A正确；
B．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，这几种元素都是第二周期元素，它们的族序数分别是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它们的第一电离能大小顺序是I1（N）＞I1（O）＞I1（C）＞I1（B），故B正确；
C．由CH4变为CO2 ， 碳原子杂化类型由sp3转化为sp，反应前后碳原子的轨道杂化类型已经改变，故C错误；
D．CH4分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=4+ ×（4﹣4×1）=4，且不含孤电子对，所以其空间构型是正四面体，H2O中价层电子对个数=2+ ×（6﹣2×1）=4，且含有2个孤电子对，所以H2O的VSEPR模型为四面体，分子空间构型为V型，、CO2分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=2+ ×（4﹣2×2）=2，所以二氧化碳是直线型结构，故D正确，
所以答案是：C；
（3.）①在磷化硼晶体中，磷和硼原子之间通过共价键相互作用，结合性质可知其晶体类型为原子晶体，硼最外层有3个电子，但根据晶胞结构可知，每个硼和磷周围都有4个共价键，所以磷原子含有孤电子对，硼原子含有空轨道，它们之间存在配位键，所以答案是：原子；是；
②根据晶的结构图可知，每个磷原子周围有4个硼原子，所以配位数为4，所以答案是：4；
（4.）立方氮化硼结构和硬度都与金刚石相似，均为原子晶体，B﹣N键键长大于C﹣C键，键能小于C﹣C键，导致立方氮化硼熔点比金刚石低；所以答案是：B﹣N键键长大于C﹣C键键长，键能小，所以熔点低
（5.）晶体中B、N原子配位数均为4，涂“●”和画“×”分别标明B与N的相对位置为： ，所以答案是： ．