Question

【题目】离子液体由于其具有良好的化学稳定性，较低的熔点和良好的溶解性，应用越来越广泛。如图为某离子液体的结构，回答下列问题：

（1）基态N原子的价电子排布图为______。中，B原子杂化方式为______，与互为等电子体的含氧酸根离子是______（写出一种即可）；在周期表中，与B的化学性质最相似的邻族元素是_____，它们性质相似的原因是_____。

（2）NH3极易溶于水的原因与氢键有关，用“…”表示氢键，结合NH3·H2O的电离推测NH3·H2O可能结构式为_____。

（3）离子液体是在室温和室温附近温度下呈液态的盐类物质。该离子液体常温下为液体，而NaBF4常温下为固体，其原因是_____。

（4）分子中的大键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表参与形成大键的电子数（如苯分子中的大键可表示为），则该离子液体的阳离子中存在的一个大键可表示为_____。

（5）某硼的含氧酸根离子为无限链状结构，节选部分结构如图1所示，其离子的化学式可用通式表示为_____（用n代表B原子数）。

（6）某种含B和N两种元素的功能陶瓷，其晶胞结构如图2所示。已知该晶胞底面为菱形，其底边长为acm，高为bcm，晶体密度为_____g·cm-3（列出含有a，b，NA的计算式即可）。

Answer 1

【答案】 sp3 Si 电负性相近 二者均为离子晶体，NaBH4晶格能大 π56 (BO2)nn—或(BnO2n) n—（其他合理答案也可） 或

【解析】

（1）N原子核外价电子数为5，电子排布式为2s22p3；BF4-中B原子的价层电子对数为4；原子个数和价电子数相等的微粒互为等电子体B和Si电负性相近，性质相似；

（2）NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ONH4＋＋OH－，由一水合氨可电离出NH4+和OH-可知，一水合氨中氨分子中的N原子与水分子中的氢原子形成氢键；

（3）离子晶体的晶格能越大，熔沸点越高；

（4）的环中的大π键由3个碳原子和2个氮原子形成，每个碳原子有1个电子、每个氮原子有2个电子形成大π键，由于环带一个单位正电荷，则共有6个电子形成大π键；

（5）由均摊法和满足O原子的8电子稳定结构推断可得；

（6）由均摊法计算可得。

（1）N原子核外价电子数为5，电子排布式为2s22p3，则价电子排布图为；BF4-中B原子的价层电子对数为4，则B原子杂化方式为sp3杂化；原子个数和价电子数相等的微粒互为等电子体，含氧酸根SO42—和BF4-的原子个数都为5，价电子数都为32，互为等电子体；B的电负性为2.04，Si的电负性为1.90，B和Si电负性相近，性质相似，故答案为：；sp3；SO42—；Si；电负性相近；

（2）NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2ONH4＋＋OH－，由一水合氨可电离出NH4+和OH-可知，一水合氨中氨分子中的N原子与水分子中的氢原子形成氢键，结构式为，故答案为：；

（3）离子晶体的晶格能越大，熔沸点越高，离子液体和NaBF4都是离子化合物，由于NaBF4的晶格能大于离子液体，所以常温下，离子液体为液体，而NaBF4为固体，故答案为：二者均为离子晶体，NaBH4晶格能大；

（4）的环中的大π键由3个碳原子和2个氮原子形成，每个碳原子有1个电子、每个氮原子有2个电子形成大π键，由于环带一个单位正电荷，则共有6个电子形成大π键，可表示为π56，故答案为：π56；

（5）由图可知，黑球表示B原子，白球表示O原子，结构中BO3结构单元通过氧原子连接形成链状结构，则B原子和O原子的数目比1：（2×+1）=1:2，以图中4个B原子为例，要满足O原子的8电子稳定结构，需要带4个单位负电荷，则该离子的化学式可用通式(BO2)nn—或(BnO2n) n—表示，故答案为：(BO2)nn—或(BnO2n) n—；

（6）由图可知，晶胞中B原子的个数为4×+4×+1=2，N原子个数为2×+2×+1=2，则晶胞的质量为g，由底边长为acm，高为bcm可知，晶胞的体积为a×asin60°×bcm3= sin60°a2bcm3，则晶体密度为=g/ cm3= g/ cm3，故答案为：或。