题目内容

5．化合物A（H3BNH3）是一种潜在的储氢材料，可由六元环状物质（HB=NH）3，其结构简式如图：，通过反应3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得．A在一定条件下通过多步去氢可最终转化为氮化硼（BN）．请回答：
（1）与（HB=NH）3互为等电子体的分子为C6H6（填分子式）．
（2）氮化硼（BN）有多种晶型，其中立方氮化硼与金刚石的构型类似，则其晶胞中共有4个硼原子，4个氮原子．
（3）人工可以合成硼的一系列氢化物，其物理性质与烷烃相似，故称之为硼烷．工业上采用LiAlH4和BF3，在乙醚介质中反应制得乙硼烷（B2H6），同时生成另外两种产物，该反应的化学方程式为3LiAlH4+4BF3$\frac{\underline{\;乙醚\;}}{\;}$2B2H6+3LiF+3AlF3．
（4）相关化学键的键能如表所示，简要分析和解释下列事实．
化学键B-HB-OB-B
键能（KJ•mol-1）389561293
自然界中不存在硼单质，硼氢化物也很少，主要是含氧化物，其原因为B-O键键能大于B-B键和B-H键，所以更易形成稳定性更强的B-O键．
（5）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式，图（a）为一种无限长单链状结构的多碰酸根，其化学式为BO2-；图（b）为硼砂晶体中的阴离子，其中硼原子采取的杂化类型sp2、sp3．

分析 （1）原子数相同，电子总数相同的分子，互称为等电子体；
（2）金刚石晶胞是立方体，如图所示：所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子，据此答题；
（3）LiAlH4和BF3在一定条件下生成乙硼烷B2H6、LiF和AlF3，根据原子守恒配平方程式；
（4）根据键能越大物质越稳定，可以解释相关问题；
（5）有1个O连着一个B，剩余的两个O分别连着2个B，说明有一个O完全属于B，剩下的两个O，B只占有O的 $\frac{1}{2}$；硼砂晶体中阴离子[B4O5（OH）4]2-中一半sp3杂化形成BO4四面体；另一种是sp2杂化形成BO3平面三角形结构．

解答 解：（1）原子数相同，电子总数相同的分子，互称为等电子体，与（HB=NH）3互为等电子体的分子为C6H6；
故答案为：C6H6；
（2）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示：所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子，
故答案为：4，4；
（3）LiAlH4和BF3在一定条件下生成乙硼烷B2H6、LiF和AlF3，根据原子守恒配平方程式为：3LiAlH4+4BF3$\frac{\underline{\;乙醚\;}}{\;}$2B2H6+3LiF+3AlF3，
故答案为：3LiAlH4+4BF3$\frac{\underline{\;乙醚\;}}{\;}$2B2H6+3LiF+3AlF3；
（4）因为B-O键键能大于B-B键和B-H键，所以更易形成稳定性更强的B-O键，根据键能越大物质越稳定，可知自然界中不存在硼单质，硼氢化物也很少，主要是含氧化物，故答案为：B-O键键能大于B-B键和B-H键，所以更易形成稳定性更强的B-O键；
（5）图（a）是一种链状结构的多硼酸根，从图可看出，每个BO32-单元，都有一个B，有一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别为2个BO32-单元共用，所以B：O=1：（1+2×$\frac{1}{2}$）=1：2，化学式为：BO2-，从图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构可看出，[B4O5（OH）4]2-一半sp3杂化形成两个四配位BO4四面体；另一半是sp2杂化形成两个三配位BO3平面三角形结构，
故答案为：BO2-；sp2、sp3．

点评 本题考查了物质结构及其性质，涉及原子杂化方式的判断、配合物的成键情况、元素周期律、晶胞的计算等知识点，题目综合性较强，注意根据价层电子对互斥理论、构造原理等知识来分析解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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15．邻苯二甲酸二乙酯（）是一种重要的工业塑化剂，其合成路线很多，下图就是其中的一种合成方法：

已知以下信息：
①有机化合物A可用来催熟水果．
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③
（1）A的结构简式是CH2=CH2，B的名称为乙醇．
（2）反应Ⅱ的试剂是NaOH水溶液，该反应类型为取代反应 或水解反应．
（3）C生成D的化学方程式为+2Cl2$\stackrel{光照}{→}$+2HCl．
（4）G和B的化学方程式为．
（5）在G的同分异构体中，
a．能与新制的Cu（OH）2悬浊液在加热条件下反应生成砖红色沉淀
b．能与碳酸钠反应生成二氧化碳
c．能使FeCl3溶液显色
满足上述三个条件的同分异构体有10种，写出符合上述条件的物质可能的结构简式（只写三种）、、等，所有这些同分异构体中，有6种化学环境的氢原子．
16．根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题：
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13．四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-（a、b、c、d为元素的原子序数），它们具有相同的电子层结构，若m＞n，则对下列叙述的判断正确的是（　　）
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A．②③B．③C．①④D．①②③
20．有七种物质：①甲烷、②苯、③聚乙烯、④聚1，3-丁二烯、⑤2-丁炔、⑥环己烷、⑦环己烯，既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴水因反应而褪色的是（　　）
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10．设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）
A．7.8gNa2O2固体中含离子总数为0.4NA
B．2.0gH218O和D216O的混合物中所含中子数为NA
C．常温下，22.4LCH4中含C-H共价键数为4NA
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17．某液态烃A的分子式为CmHn，相对分子质量为H2的46倍．它能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但不能同溴水反应而使其褪色．在催化剂存在时，9.2g该烃最多能与0.3molH2发生加成反应，则：
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14．下列实验数据合理的是（　　）
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15．图中A～X分别代表一种反应物或生成物，其中F、G、X为单质，短周期元素X原予的核电荷数是其最外层和最内层电子数之和的3倍．已知A受热分解得到等物质的量的B、C、D三种气态物质，D气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，其它为化合物，图中部分生成物未列出．

请回答：
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（2）写出反应B与X反应的化学方程式2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（3）写出A与足量K溶液加热时反应的离子方程式NH4++HCO3-+2OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+CO32-+2H2O．
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