化学——选修3：物质结构与性质]

拟化硼（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BP₃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的建角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF，BF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）六方氢化硼在高温高压下，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，晶苞边长为361.5pm，立方氮化硼晶苞中含有______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N_A）。

(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 ， A是元素周期表中原子半径最小的元素，B是形成化合物种类最多的元素，C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为              。
⑵已知：
① E－E→2E　 ?H＝＋a kJ/mol；
② 2A→A－A　 ?H＝－b kJ/mol；
③ E＋A→A－E　?H＝－c kJ/mol；
写出298K时，A₂与E₂反应的热化学方程式                                   。
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A₂(g)＋BC(g)X(g)　 ?H＝－Q kJ/mol(Q＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：

实验	甲	乙	丙
初始投料	2 mol A2、1 mol BC	1 mol X	4 mol A2、2 mol BC
平衡时n(X)	0.5 mol	n2	n3
反应的能量变化	放出Q1kJ	吸收Q2kJ	放出Q3kJ
体系的压强	P1	P2	P3
反应物的转化率	1	2	3

（I）某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH₄⁺和NH₃·H₂O的形式存在。在微生物作用下，NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO₃^-，两步反应的能量变化示意图如下：

[来源:学,科,网]

   （1）1molNH₄⁺(aq)全部氧化成NO₃^-(aq)的热化学方程式是              。

   （2）在一定条件下，向废水中加入CH₃OH，将HNO₃还原成N₂，若该反应消耗32gCH₃OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是            。

   （Ⅱ）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，化学方程式如下：

        2NO+2CO2CO₂+N₂   △H

        某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表：

    请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

   （1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H      0（填写“>”、“<”、“=”）

   （2）前2s内的平均反应速率v(N₂)=          ；

   （3）在该温度下，反应的平衡常数K=       （只写出计算结果）；

   （4）某同学设计了三组实验，分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，部分实验条件如下表：

                        该同学画出了表中三个实验条件下，混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，请在图上标明各条曲线的实验编号；

   （5）有人认为：催化剂比表面积增大，会提高NO和CO的反应效率，从而使污染物NO和CO的转化率提高。请用化学基本理论对此观点进行评价：          。

（I）某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH₄⁺和NH₃·H₂O的形式存在。在微生物作用下，NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO₃^-，两步反应的能量变化示意图如下：

   （1）1molNH₄⁺(aq)全部氧化成NO₃^-(aq)的热化学方程式是             。

   （2）在一定条件下，向废水中加入CH₃OH，将HNO₃还原成N₂，若该反应消耗32gCH₃OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是            。

   （Ⅱ）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，化学方程式如下：

        2NO+2CO2CO₂+N₂  △H

        某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表：

    请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

   （1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H     0（填写“>”、“<”、“=”）

   （2）前2s内的平均反应速率v(N₂)=         ；

   （3）在该温度下，反应的平衡常数K=      （只写出计算结果）；

   （4）某同学设计了三组实验，分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，部分实验条件如下表：

                        该同学画出了表中三个实验条件下，混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，请在图上标明各条曲线的实验编号；

   （5）有人认为：催化剂比表面积增大，会提高NO和CO的反应效率，从而使污染物NO和CO的转化率提高。请用化学基本理论对此观点进行评价：          。

A、B、C、D、E、F、G七种元素均是短周期元素，且原子序数依次增大。A原子无中子， B、G原子的最外层电子数均为其电子层数的两倍，D、G元素原子的最外层电子数相等。X、Y、Z、W、甲、乙六种物质均由上述元素的两种或三种元素组成，元素B形成的单质M与甲、乙（甲、乙是高中常见的浓酸）均能反应（相对分子质量甲< 乙）转化关系如图（反应条件略去），原子E最外层电子数和其电子层数相等。元素F形成的单质是 “21世纪的能源”，是目前应用最多的半导体材料。请回答下列问题：

（1）A₂D的熔沸点比A₂G高的原因是      。B、D、G各一个原子构成每原子均满足8电子的分子，其电子式是    。

（2）E₄B₃和水反应的化学方程式                     。

（3）写出M与甲的浓溶液加热时反应的化学方程式                。

（4）X、Y、Z、W属于同一类物质，这类化合物固态时的晶体类型为     ；X、Y、W都能与Z反应，则Z的结构式为      。

（5）已知CH₄ （g）＋ 2O₂ （g）＝CO₂ （g）＋2H₂O （l）   △H₁＝a kJ/mol

欲计算反应CH₄ （g）＋ 4NO （g）＝2N₂ （g）＋CO₂ （g）＋2H₂O （l）的焓变△H₂ ， 则还需要查找某化合反应的焓变△H₃，当反应中各物质化学计量数之比为最简整数比时 △H₃ = b kJ/mol，则该反应的热化学方程式为     。

据此计算出△H₂ =     kJ/mol（用含a和b的式子表示）。