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【题目】立方氮化硼CBN( Cubic Boron Nitrde)的硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石统称为超硬材料,具有优异的耐磨性。其晶体结构如下图所示:

(1)基态氮原子的价电子层排布式是_____________,在氮和硼原子所在的周期中,第一电离能小于氮原子的有_____种元素的原子。

(2)氮原子和硼原子形成的化学键类型有_____________________。

(3)硼原子的杂化类型是_______,与硼原子紧相连的4个氮原子的空间构型是________,键角是_______ 。

(4)晶胞如图所示,该晶体属于______晶体。

(5)晶体中所连接的最小环上是六元环,每个硼原子被_____个六元环共用,六元环最多有_____个原子在同一平面上。若晶胞边长为apm,立方氮化硼的密度是ρg/cm3,则NA的表达式是____(用a和ρ表示)。

【答案】 2s22p3 5 共价键、配位键 sp3 正四面体 109°28′或109.5° 原子 12 4 ×1030

【解析】(1)基态氮原子的价电子层排布式是2s22p3,在氮和硼原子所在的周期中,第一电离能小于氮原子的有

(2)硼原子用sp2杂化轨道能形成三个σ键,氮原子用sp3杂化轨道能形成一个σ键两个π键,所以氮原子和硼原子形成的化学键类型有共价键、配位键。

(3)硼原子的杂化类型是sp3,类似于金刚石的结构,如所以与硼原子紧相连的4个氮原子的空间构型是正四面体,键角是109°28′。

(4)因为立方氮化硼的硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因它与金刚石统称为超硬材料,该晶体属于原子晶体。

(5)由图知晶体中所连接的最小环上是六元环,每个硼原子被12个六元环共用,六元环最多有4

个原子在同一平面上。若晶胞边长为apm,立方氮化硼的密度是ρg/cm3,根据晶体的结构一个晶胞有硼原子(81/8+61/2=4,氮原子在立方体内共4个。所以化学式为B4N4

ρg/cm3= 1030 NA=1030本题答案:12 4 1030

练习册系列答案
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【题目】醋酸亚铬水合物 {[(CH3COO)2Cr]2·2H2O,相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如图所示,且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下:

Zn(s)+ 2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+ H2(g);

2CrCl3(aq)+Zn(s)= 2CrCl2(aq)+ ZnCl2(aq)

2Cr2+(aq)+ 4CH3COO—(aq)+ 2H2O(l)=[(CH3COO)2Cr]2·2H2O(s)

请回答下列问题:

(1)仪器1的名称是______________________________________。

(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是____________(填序号);目的是_________________________。

A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入

B.先加三氯化铬溶液,一段时间后再加盐酸

C.先加盐酸,一段时间后再加三氯化铬溶液

(3)为使生成的CrCl2溶液与醋酸钠溶液顺利混合,应关闭阀门_____(填“A”或“B",下同),打开阀门____。

(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与醋酸钠溶液反应外,另一个作用是_____________________________________________。

(5)已知其他反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L;实验后得干燥纯净的[(CH3COO)2Cr]2·2H2O 9.4g,则该实验所得产品的产率为____________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。

(6)铬的离子会污染水,常温下要除去上述实验中多余的Cr2+,最好往废液中通入足量的_______,再加入碱液,调节pH至少为_______才能是铬的离子沉淀完全(铬的离子浓度应小于10-5mol/L)。【已知Cr(OH)3的溶度积为6.3×10-31,≈4,lg2≈0.3】

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