题目内容
新型无机非金属材料是新材料开发的重要领域,氮化硼(BN)就是其中一种.回答下列问题:
(1)氮化硼与碳元素的单质相似,有两种重要晶型A型和B型.A型氮化硼硬度很高,是特殊的耐磨和切削材料;B型氮化硼化学稳定性较好,是一种优良的耐高温润滑剂.A型氮化硼结构如图 所示(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
(2)结合如图2所示相关数据预测A型氮化硼的熔点范围 .
(3)B型氮化硼俗称白石墨.B型氮化硼晶体中六元环与B原子的个数比为 .
(4)工业上氮化硼以三氯化硼、氢气、氮气为原料,在高温条件下反应制得.写出该反应的化学方程式 .
(1)氮化硼与碳元素的单质相似,有两种重要晶型A型和B型.A型氮化硼硬度很高,是特殊的耐磨和切削材料;B型氮化硼化学稳定性较好,是一种优良的耐高温润滑剂.A型氮化硼结构如图
(2)结合如图2所示相关数据预测A型氮化硼的熔点范围
(3)B型氮化硼俗称白石墨.B型氮化硼晶体中六元环与B原子的个数比为
(4)工业上氮化硼以三氯化硼、氢气、氮气为原料,在高温条件下反应制得.写出该反应的化学方程式
考点:晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系,微粒半径大小的比较
专题:元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构
分析:(1)氮化硼与碳元素的单质相似,结合金刚石和石墨的结构和性质进行判断;
(2)原子晶体中,影响晶体熔点高低的因素为原子半径,根据原子半径大小比较熔点;
(3)利用均摊法计算;
(4)根据反应物和生成物从质量守恒的角度书写反应的化学方程式.
(2)原子晶体中,影响晶体熔点高低的因素为原子半径,根据原子半径大小比较熔点;
(3)利用均摊法计算;
(4)根据反应物和生成物从质量守恒的角度书写反应的化学方程式.
解答:
解:(1)氮化硼与碳元素的单质相似,A型氮化硼硬度很高,是特殊的耐磨和切削材料,应类似于金刚石的性质,则结构和金刚石的结构相似,应为图Ⅰ所示,
故答案为:Ⅰ;
(2)原子晶体中,影响晶体熔点高低的因素为原子半径,由原子半径数据可知,氮化硼的原子半径(10-10m)之和为0.82+0.75=1.57,碳化硅的原子半径之和为0.77+1.17=1.94,金刚石中C原子半径之和为0.77+0.77=1.54,则氮化硼的原子半径之和介于碳化硅和金刚石之间,则熔点介于2700℃到3550℃之间,
故答案为:介于2700℃到3550℃之间;
(3)B型氮化硼晶体中,每个环中含有3个B原子,而每个B原子为3个环所共有,则平均一个环中含有B原子的个数为3×
=1,所以B型氮化硼晶体中六元环与B原子的个数比为1:1,
故答案为:1:1;
(4)工业上氮化硼以三氯化硼、氢气、氮气为原料,在高温条件下反应制得,由质量守恒可知还应生成HCl,则反应的方程式为2BCl3+N2+3H2
2BN+6HCl,
故答案为:2BCl3+N2+3H2
2BN+6HCl.
故答案为:Ⅰ;
(2)原子晶体中,影响晶体熔点高低的因素为原子半径,由原子半径数据可知,氮化硼的原子半径(10-10m)之和为0.82+0.75=1.57,碳化硅的原子半径之和为0.77+1.17=1.94,金刚石中C原子半径之和为0.77+0.77=1.54,则氮化硼的原子半径之和介于碳化硅和金刚石之间,则熔点介于2700℃到3550℃之间,
故答案为:介于2700℃到3550℃之间;
(3)B型氮化硼晶体中,每个环中含有3个B原子,而每个B原子为3个环所共有,则平均一个环中含有B原子的个数为3×
| 1 |
| 3 |
故答案为:1:1;
(4)工业上氮化硼以三氯化硼、氢气、氮气为原料,在高温条件下反应制得,由质量守恒可知还应生成HCl,则反应的方程式为2BCl3+N2+3H2
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故答案为:2BCl3+N2+3H2
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点评:本题考查较为综合,设计晶体的结构、熔沸点的比较,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,为高考高频考点,注意把握题给信息以及晶体的计算方法,把握影响晶体熔点高低的因素.
练习册系列答案
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用NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列叙述正确的是( )
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下列各组物质中,第一种是含氧酸,第二种是混合物,第三种是碱的是( )
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用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
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下列各组离子在指定条件下一定能大量共存的是( )
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