早教吧 育儿知识 作业答案 考试题库 百科 知识分享

氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂(主要成分Na2B4O7)为起始物,经过一系列反应可以得到BN和火箭高能燃料及有机合成催化剂BF3的过程如下:(1)BF3中B原子的杂化轨道

题目详情
氮化硼( BN)是一种重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂(主要成分Na2B4O7)为起始物,经
过一系列反应可以得到BN和火箭高能燃料及有机合成催化剂BF3的过程如下:
(1)BF3中B原子的杂化轨道类型为___,BF3分子空间构型为___.
(2)在硼、氧、氟、氮中第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)___.
(3)已知:硼酸的电离方程式为H3B03+H20⇌[B(OH)4]-+H+,试依据上述反应写出[Al( OH)4]-的结构式___,并推测1mol NH4BF4(氟硼酸铵)中含有___个配位键.
(4)由12个硼原子构成如图1的结构单元,硼晶体的熔点为1873℃,则硼晶体的1个结构单元中含有___ 个B-B键.
作业帮
(5)氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼(晶体结构如图2)是通常存在的稳定相可作高温润滑剂.立方相氮化硼(晶体结构如图3)是超硬材料,有优异的耐磨性.
①关于这两种晶体的说法,不正确的是___(填字母).
a.两种晶体均为分子晶体b.两种晶体中的B-N键均为共价键
c.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软d.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
②六方相氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为___,其结构与石墨相似却不导电,原因是___.
③立方相氮化硼晶体中,每个硼原子连接___个六元环.
▼优质解答
答案和解析
(1)在BF3分子中B原子的价层电子对=3,且没有孤电子对,所以中心原子的杂化轨道类型是sp2杂化,所以它的空间构型是平面正三角形,
故答案为:sp2杂化;平面正三角形;
(2)同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,B、N、O、F元素处于同一周期且原子序数逐渐增大,N处于第VA族,所以第一电离能N>O,B的第一电离能最小,第一电离能由大到小的顺序是:F>N>O>B,
故答案为:F>N>O>B;
(3)在[Al(OH)4]-中Al采取sp3杂化,用最外层的四个空轨道接受O提供的孤对电子形成配合物,其结构式为作业帮,一个NH4BF4中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1mol NH4BF4含有2mol配位键,即2NA个配位键,
故答案为:作业帮;2NA
(4)在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的
1
5
,每个等边三角形拥有的顶点为:
1
5
×3=
3
5
,20个等边三角形拥有的顶点为:
3
5
×20=12,每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
1
2
,每个等边三角形占有的B-B键为:
1
2
×3=
3
2
,20个等边三角形拥有的B-B键为:
3
2
×20=30,
故答案为:30;
(5)①a.立方相氮化硼为空间网状结构,不存在分子,为原子晶体,故a错误;
b.非金属元素之间易形成共价键,所以N原子和B原子之间存在共价键,故b正确;
c.六方相氮化硼层间为层状结构,分子间作用力,作用力小,导致其质地软,故c正确;
d.立方相氮化硼N原子和B原子之间存在共价单键,所以该化合物中含有σ键不存在π键,故d错误;
故选ad;
②六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键,六方相氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为3:1,该物质的层状结构中不存在自由移动的电子,所以不导电,
故答案为:3:1;立方氮化硼晶体内无自由移动的电子;
③氮化硼与金刚石的结构相似,立方相氮化硼晶体中,每个硼原子连接12个六元环,
故答案为:12.