题目内容
硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广。请回答下列问题：
（1）写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子分布式 ，从原子结构的角度分析，B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，属于超硬材料，同属原子晶体的氮化硼（BN）比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是 。
（3）在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是 ，SiF4微粒的空间构型是 。
（4）科学家发现硼化镁在39K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列。图23是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为 。
（8分）（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1（2分）；N＞O＞B（1分）
（2）N和B的原子半径比Si的原子半径小，B－N键长比Si－Si短（或B－N键能较大）（2分）
（3）sp2杂化（1分）；正四面体（1分） （4）MgB2（1分）
解析试题分析：（1）Ga与B同主族，原子序数是31，则根据构造原理可知，Ga元素的基态原子核外电子分布
式1s22s22p63s23p63d104s24p1。非金属性越强，第一电离能越大。由于氮元素原子2p能级有3个电子，
处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于相邻元素，所以B、N、O元素的第一电离能由大到小
的顺序为N＞O＞B。
（2）由于N和B的原子半径比Si的原子半径小，B－N键长比Si－Si短，所以氮化硼比晶体硅具有
更高硬度和耐热性。
（3）根据价层电子对互斥理论可知，在BF3分子中中心原子B原子含有的孤对电子对数＝（3－3×1）÷2＝0，这说明该化合物是平面正三角形结构，则B原子的杂化轨道类型是sp2杂化；同样根据价层电子对互斥理论可知，在SiF4分子中中心原子Si原子含有的孤对电子对数＝（4－4×1）÷2＝0，这说明该化合物是正四面体结构。
（4）根据投影可知， 6个B原子构成1个正六边形，中间是镁原子。1个B原子被周围的3个正六边形共用，所以1个正六边形含有的B原子是6÷3＝2，因此硼化镁的化学式为MgB2。
考点：考查核外电子排布、第一电离能比较、杂化轨道类型、空间构型、晶体熔点比较、晶体化学式的判断等
常见元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其相关信息如下表：
| 元素 | 相关信息 |
| X | X的基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等 |
| Y | Y的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2.5倍 |
| Z | Z的基态价电子结构为nsn-1 |
| W | W单质常在火山口附近被发现，其氧化物是造成酸雨的主要原因之一 |
（1）Y位于元素周期表第 周期 族，其基态原子未成对电子有 个。
（2）X的电负性比W的 （填“大”或“小”）；Y的最简单气态氢化物比X的最简单气态氢化物易液化，其主要原因是 。
（3）Z与同周期左右相邻的两种元素的原子相比较，三者第一电离能由大到小的顺序为 （用元素符号表示）。Y和Z形成的化合物为 晶体，该物质遇水强烈水解的化学方程式为 。
（4）在一定温度下，向一个容积不变的密闭容器中充入1molY2和3mol氢气，发生反应：Y2(g)+3H2(g) 2YH3(g) ΔH=-akJ/mol。在该条件下达到平衡时放出的热量为bkJ，其平衡常数表达式K= 。若起始向此容器中充入2molYH3，在相同温度下达到平衡时，反应过程中吸收的热量为ckJ，则a、b、c三者之间的关系为 （用一个式子表示）。
A、B、C、D是元素周期表前四周期常见的四种元素，原子序数依次增大， 它们的相关结构和性质信息如下表所示，请结合相关信息，完成相关的问题：
| 元素 | 相关结构和性质 |
| A | A为非金属元素，其一种单质是电的良导体，难熔、质软并有润滑性，可用作电极材料 |
| B | 是蛋白质的组成元素之一，原子核外有三种不同能量的电子，且未成对电子数最多 |
| C | 其单质既能与强酸溶液应又能与强碱溶液反应，其简单离子在第三周期单核离子中半径最小 |
| D | D的高价氯化物的盐溶液常用于印刷电路极电路的“刻蚀” |
（1）D位于元素周期表第 周期第 族，其基态原子核外价电子排布式为 ；元素D的高价氯化物形成的盐溶液刻蚀印刷电路板电路所发生反应 的离子方程式为 ；
（2）钠与B元素形成的Na3B晶体属于 晶体（填“分子”、“原子”、“离子”）。 分析B元素的气态氢化物极易溶于水的原因，除了因为它们均是极性分子之外，还因为 ；
（3）元素A与元素B相比，非金属性较强的是 （用元素符号表示），可以作为判断两者非金属性强弱的依据的是 。
a．常温下A的单质和B的单质状态不同
b．该两种原子形成的共价键中共用电子对的偏向
c．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
d．单质与酸反应的难易程度
（4）已知毎5.4g元素C的单质可与元素D的低价氧化物反应，放出346.2kJ的热量。试写出该反应的热化学方程式： 。
回答以下关于第三周期元素及其化合物的问题。
（1）Na原子核外共有 种不同运动状态的电子，有 种不同能量的电子。
（2）相同压强下，部分元素氟化物的熔点见下表：
| 氟化物 | NaF | MgF2 | SiF4 |
| 熔点/℃ | 1266 | 1534 | 183 |
（3）SiF4分子的空间构型为 ，SiF4中Si—F键间的键角是 。
（4）在P、S、Cl三种元素形成的氢化物中，热稳定性最大的是 （填氢化物的化学式）；
已知Na的原子半径大于Cl的原子半径，其原因是： 。
硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）。