Question

【題目】（化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）

氮化硼（BN）被稱為一種“宇宙時(shí)代的材料”，具有很大的硬度。

（1）基態(tài)硼原子有__________個(gè)未成對電子，氮離子的電子排布式為__________。

（2）部分硼的化合物有以下轉(zhuǎn)化：

則下列敘述正確的是__________（填序號）；

A．B3N3H6俗稱無機(jī)苯，但不是平面分子

B．BNH6與乙烷是等電子體

C．HB≡NH中的硼原子、氮原子韻雜化類型相同

D．硼、氮、氧三元素的第一電離能比較：B＜N＜O

（3）下圖的晶體結(jié)構(gòu)中，黑球白球分別代表不同的原子、離子或分子，則圖1的晶胞中含有的粒子總數(shù)為__________；圖2中的白球的配位數(shù)是__________。

（4）已知圖3、4均表示BN晶體的結(jié)構(gòu)，制備氮化硼的原理為：BCl3＋2NH3＝BN＋2HCl＋NH4Cl，當(dāng)該反應(yīng)中有1mol BN生成時(shí)，則反應(yīng)中可形成__________mol配位鍵，比較氮化硼晶體與晶體硅的沸點(diǎn)高低并解釋原因____________________。

（5）X射線的衍射實(shí)驗(yàn)可獲取晶體的結(jié)構(gòu)，包括晶胞形狀、大小及原子的分布等參數(shù)，從而提供了又一種實(shí)驗(yàn)測定阿伏加德羅常數(shù)和元素的相對質(zhì)量的方法。若圖4晶胞的棱長為a nm，密度為ρ g·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)為__________（要求化為最簡關(guān)系）。

Answer 1

【答案】（1）1 1s22s22p6（2）B、C （3）5 8

（4）2氮化硼晶體比晶體硅高，氮硼鍵的鍵能比硅硅鍵的鍵能大（5）1023/a3ρ

【解析】

試題分析：（1）B原子核外電子排布為1s22s22p1，2p能級的1個(gè)電子為未成對電子；N3-離子核外電子數(shù)為10，核外電子排布式為1s22s22p6；

（2）A．B3N3H6與苯為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，為平面結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；B．BNH6與乙烷是原子總數(shù)相同、電子總數(shù)相同，二者互為等電子體，B正確；C．HB≡NH中的硼原子、氮原子均形成2個(gè)σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數(shù)目均為2，雜化方式sp雜化，C正確；D．同周期隨原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級容納3個(gè)電子，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能B＜O＜N，D錯(cuò)誤，答案選BC；

（3）圖1的晶胞中含有的粒子總數(shù)為1+8×1/8+6×1/2 =5；與白色球最近的黑色球處于體心位置，每個(gè)頂點(diǎn)白色球?yàn)?個(gè)晶胞共用，故白色球的配位數(shù)為8；

（4）由圖可知，B原子與N原子之間4個(gè)共價(jià)鍵，其中一個(gè)為配位鍵，生成1molBN時(shí)，形成1mol配位鍵，同時(shí)得到1molNH4Cl，1個(gè)銨根離子中也含有1個(gè)配位鍵，故形成配位鍵為2mol；氮化硼與晶體硅均為原子晶體，Si原子半徑大于B原子、N原子半徑，Si-Si鍵的鍵長大于B-N鍵的鍵長，故B-N鍵的鍵能比Si-Si鍵的鍵能大，則氮化硼晶體的熔點(diǎn)比晶體硅的高；

（5）晶胞中B原子數(shù)目=N原子數(shù)目=4，則晶胞質(zhì)量為4×(11+14)/NAg，晶胞的邊長為a nm，密度為ρgcm-3，則：4×(11+14)/NAg＝（a×10-7cm）3×ρ gcm-3，整理得NA＝1023/a3ρ。