题目内容

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BF3、BN的化学方程式依次是______、______；
（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______，BN中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，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、______个硼原子，立方氮化硼的密度是______g?pm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）．
（1）由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3，同时还应该产生硫酸钙和水，方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO4
△
.
2BF3↑+3CaSO4+3H2O；B2O3与氨气在高温下反应即生成BN，方程式为
B2O3+2NH3
高温
.
2BN+3H2O；故答案为：B2O3+3CaF2+3H2SO4
△
.
2BF3↑+3CaSO4+3H2O；B2O3+2NH3
高温
.
2BN+3H2O；
（2）基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1；B与N均位于第二周期，电负性从左向右依次递减，所以N的电负性大于B；BN中B元素的化合价为+3．故答案为：1s22s2sp1；N；+3；
（3）依据价层电子对互斥理论，计算出BF3的孤对电子对数=
1
2
×（a-xb）=
1
2
×（4-4×1）=0，并且价层电子对数为3，所以BF3分子为平面正三角形结构，键角为120°，杂化方式为sp2；BF4-中心原子的孤对电子对数=
1
2
×（a-xb）=
1
2
×（4-4×1）=0，其价层电子对数为4，所以其结构为正四面体．故答案为：120°；sp2；正四面体；
（4）B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中，层与层之间靠分子间作用力结合．故答案为：共价键（或极性共价键）；分子间作用力；
（5）根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×
1
8
+6×
1
2
+4=8，因此一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子．一个晶胞中的质量为
25g
NA
×4，一个立方氮化硼晶胞的体积是（361.5pm）3，因此立方氮化硼的密度是
25×4
(361.5×10-101×)3NA
g?pm-3．故答案为：
25×4
(361.5×10-101×)3NA
．
练习册系列答案
相关题目
下表列出了①～⑥六种元素在周期表中的位置：
ⅠA0
1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA
2①②
3③④⑤⑥
请按要求回答下列问题：
（1）元素①的气态氢化物的化学式是______元素②的单质电子式是______
（2）元素①，②的最高价氧化物的水化物的酸性强弱为______＞______（填化学式）
（3）元素⑤的原子结构示意图是______
（4）这六种元素中，位于第三周期且原子半径最小的是（填元素符号）______
（5）这六种元素的最高价氧化物中，属于两性氧化物的是（填化学式）______
（6）在盛有水的小烧杯中加入元素③的单质，发生反应的离子方程式为：______
向上述反应后的溶液中再加入元素④的单质，发生反应的离子方程式为：______．
下列关于物质性质的比较，不正确的是（　　）
A．酸性强弱：HI04＞HBr04＞HCl04
B．原子半径大小：Mg＞P＞N
C．碱性强弱：KOH＞NaOH＞LiOH
D．金属性强弱：Na＞Mg＞Al
以下有关元素周期表的叙述正确的是（　　）
A．IA族即是碱金属元素
B．VIIA族即是卤族元素
C．短周期元素全部为主族元素
D．元素周期表每个纵行即是一族
下列元素的单质中，最易跟氢气反应生成氢化物的是（　　）
A．硼B．氮C．氟D．碳
（1）短周期某主族元素M的电离能情况如图A所示．则M元素位于周期表的第______族．

（2）图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图象，折线c可以表达出第______族元素氢化物的沸点的变化规律，①②③中表示为SiH4的是______
（3）不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线--折线a和折线b，你认为正确的是：______，理由是：______．
（4）有三种固态物质，它们的性质如下：
A物质：无色晶体，熔点3550℃，不导电，质硬，难溶于水及有机溶剂．
B物质：无色晶体，溶于水，质硬而脆，熔点800℃，熔化时能导电．
C物质：熔点-56.6℃，微溶于水，硬度小，固态或液态时不导电．
根据上述性质，可推断A和B的晶体类型为：A为______晶体，B为______晶体．
下列递变规律不正确的是（　　）
A．Na、Mg、Al还原性依次减弱
B．I2、Br2、Cl2氧化性依次增强
C．C、N、O原子半径依次增大
D．P、S、Cl最高正价依次升高
（6分）卤族元素包括F、Cl、Br、I等。
（1）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是　　　（填写序号）。

（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷。
①下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为　　　，
该功能陶瓷的化学式为　　　；

②第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有　　　种。
（3）ZnCl2与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol该配合物中含有σ键的物质的量为　　　。
ⅤA族的氮、磷、砷(As)、锑(Sb)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅤA族元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：
(1)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为           (用元素符号表示)。
(2)As原子核外M层电子的排布式为                                 。
(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车安全气囊中氮气的发生剂，写出与N互为等电子体的分子的化学式       (任写一种即可)。

图1
(4)白磷(P4)的结构如图1所示，P原子的轨道杂化方式是       。
(5)可以与许多金属离子形成配合物，例如[ Co(NO2)6]3－，它可以用来检验K＋，其反应如下：3K＋＋[Co(NO2)6]3－=K3[Co(NO2)6]↓(亮黄色)。
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②在K3[Co(NO2)6]中，中心离子的配位数为       。
(6)天然氨基酸的命名常用俗名(根据来源与性质)，例如，最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸(HOCH2CHCOOHNH2)。判断丝氨酸是否存在手性异构体？       (填“是”或“否”)。

图2
(7)砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图2所示，其晶胞边长为cpm，则密度为       g·cm－3(用含c的式子表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)，a位置As原子与b位置As原子之间的距离为       pm(用含c的式子表示)。

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