Question

硼化合物种类丰富，用途广泛．结合下列信息回答问题：

Ⅰ、硼酸能够吸收中子，屏蔽核辐射．其水溶液呈弱酸性，机理是：硼酸与水作用时，硼原子与水电离产生的OH^-以配位键结合形成Y^-离子，导致溶液中C（H⁺）＞c（ OH^-）．硼酸晶体具有层状结构，每一层结构如图1所示．
（1）硼酸晶体属于

 

（填“离子晶体”、“分子晶体”或“原子晶体”）．
（2）硼酸晶体中，微粒间的存在的作用力有

 

．
A．金属件  B．共价键  C．离子键   D..配位键  E．氢键  F．范德华力
（3）三氟化硼（BF₃）水解生成硼酸和氟硼酸（H[BF₄]），该反应的化学方程式为：

 

．
（4）下列关于硼酸的说法正确的是

 

．
A．H₃BO₃是一元酸
B．其水溶液中，水的电离平衡受到抑制
C．晶体中有氢键，因此硼酸分子较稳定
D．分子中B与O原子均达到8电子稳定结构
E．1mol H₃BO₃晶体中含有3mol氢键
Ⅱ、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a是该晶体微观空间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2中的硼原子和镁原子投影在同一平面上．
（5）根据图示确定硼化镁的化学式为

 

．
Ⅲ、氨硼烷（NBH₆）是一种有效、安全的固体储氢材料．氨硼烷的结构如图b和乙烷相似．
（6）氨硼烷分子与硼酸分子中硼原子的杂化轨道类型分别为

 

和

 

．

Answer 1

考点：不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：化学键与晶体结构

分析：Ⅰ、（1）硼酸为白色结晶性粉末，属于分子晶体，分子式为：H₃BO₃；
（2）化学键是指分子内或晶体内相邻两个或多个原子（或离子）间强烈的相互作用；
（3）根据题干信息：反应物为三氟化硼和水，生成物为硼酸和氟硼酸（H[BF₄]），据此书写方程式；
（4）A．硼酸中B原子属于缺电子原子，1个H₃BO₃可以结合1个水分子电离出的氢氧根，生成一个氢离子；
B．硼酸中B原子属于缺电子原子，H₃BO₃可以结合水电离出的氢氧根显酸性；
C．分子的稳定性与化学键有关；
D．由结构可知，硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对；
E．由结构可知，一个H₃BO₃分子对应着6个氢键，一个氢键对应着2个H₃BO₃分子；
Ⅱ、（5）1个B原子为3个Mg原子共用，1个Mg原子为6个B原子共用，可以计算硼原子和镁元自得个数之比
Ⅲ、（6）氨硼烷的结构和乙烷相似，NH₃-BH₃，硼原子最外层只有3个电子，与H、N形成四对共用电子对，硼酸[B（OH）₃]分子中，氧原子形成3对共用电子对，价层电子对为3，杂化轨道数为3；根据分子的空间结构以及成键元素确定杂化类型．

解答： 解：Ⅰ、（l）硼酸晶体中存在H₃BO₃分子，因此，是分子晶体，故答案为：分子晶体；
（2）在硼酸[B（OH）₃]分子中，硼原子与氧原子形成共价健、羟基中氢原子和氧原子间形成共价键，硼酸分子与硼酸分子间形成氢键、范德华力，
故答案为：B、E、F；
（3）三氟化硼（BF₃）水解生成硼酸和氟硼酸（H[BF₄]），反应方程式为4BF₃+3H₂O?3H[BF₄]+H₃BO₃，
故答案为：4BF₃+3H₂O?3H[BF₄]+H₃BO₃；
（4）A．硼酸中B原子属于缺电子原子，在水溶液中可以结合水电离出的氢氧根，B（OH）₃+H₂O=B（OH）₄^-+H⁺显酸性，所以为一元酸，故A正确；
B．硼酸中B原子属于缺电子原子，所以水溶液中可以结合水电离出的氢氧根，破坏水的电离平衡而使溶液显酸性，促进水的电离，故B错误；
C．分子的稳定性与分子内的B-O、H-O共价键有关，熔沸点与氢键有关，故C错误；
D．硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，因此B原子不是8e^-稳定结构，故D错误；
E．一个H₃BO₃分子对应着6个氢键，一个氢键对应着2个H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶体中有3mol氢键，故E正确；
故答案为：A、E；
Ⅱ、（5）根据投影可知，1个B原子为3个Mg原子共用，故属于一个Mg原子的B原子为

1

3

；1个Mg原子为6个B原子共用，故用于一个B原子的Mg原子为

1

6

，由此可知Mg：N（Mg）：N（B）N=

1

6

：

1

3

=1：2，故硼化镁的化学式为MgB₂，
故答案为：MgB₂；
Ⅲ、（6）氨硼烷分子中氮原子、硼原子有三个单电子，它们的杂化轨道类型分别为sp³、sp³，在硼酸[B（OH）₃]分子中，硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，价层电子对为3，杂化轨道数为3，杂化类型为sp²，
故答案为：sp³；sp²．

点评：本题考查了晶体类型的判断、影响分子稳定性的因素、原子的杂化方式等知识点，题目难度较大，综合性强，注意分子的稳定性与化学键有关，物质的熔沸点与氢键有关．注意掌握杂化的理论应用．