Question

【題目】硼及其化合物的研究在無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展中占有獨(dú)特的地位。

（1）硼元素有10B和11B兩種天然穩(wěn)定同位素，在基態(tài)11B原子中，價(jià)電子中存在______對(duì)自旋方向相反的電子。第一電離能介于B與N之間的第二周期元素有______種。

（2）目前已制得二十多種硼氫化合物，如乙硼烷B2H6、丁硼烷B4H10等在能源方面前景可期。

①NH3能通過(guò)配位鍵與硼元素的某種氫化物作用得到化合物M, M是一種新的儲(chǔ)氫材料，加熱M 會(huì)緩慢釋放出H2，并轉(zhuǎn)化為化合物N, M、N分別是乙烷、乙烯的等電子體。M的結(jié)構(gòu)式為______須標(biāo)出配位鍵），氮原子在M、N分子中的雜化方式分別為_________。

②B2H6可作火箭燃料，將B2H6氣體通入H2O中的反應(yīng)為B2H6＋6H20=2H3BO3+6H2↑，據(jù)此可判斷反應(yīng)中所涉及元素的電負(fù)性從小到順序?yàn)?/span>_________。

③以硼酸(H3BO3)為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機(jī)合成中的重要還原劑，可將竣基直接還原成醇。

CH3C00H CH3CH2OH

上圖中乙酸分子鍵角1＞鍵角2，其原因?yàn)?/span>_____________。

（3）磷化硼(BP)是受高度關(guān)注的耐磨材料，可作為金屬表面的保護(hù)層，其結(jié)構(gòu)與金剛石類似，如圖1所示。

①圖II是磷化硼沿Z軸的投影圖，請(qǐng)?jiān)趫DII中圓球上涂“”和畫“×”分別表明B與P的相對(duì)位置_____________。

②已知晶胞邊長(zhǎng)為apm，則磷化硼的密度是______g/cm3（只要求列算式）。

Answer 1

【答案】 1 3 sp3、sp2 B<H<O 由于碳氧雙鍵比碳氧單鍵成鍵電子對(duì)多，排斥力強(qiáng)，故鍵角1較大

【解析】（1）本題考查價(jià)電子、泡利原理、第一電離能的規(guī)律，B位于第二周期IIIA族，B屬于主族元素，價(jià)電子指最外層電子，即2s22p1，泡利原理是每個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子，且自旋方向相反，即B中存在1對(duì)自旋方向相反的電子，同周期從左向右第一電離能增大，但I(xiàn)IA>IIIA，VA>VIA，因此介于兩者之間的元素是Be、C、O，有三種；（2）①本題考查等電子體、配位鍵的表示、雜化類型的判斷，M和乙烷是等電子體，因此推出M分子式為NBH4，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為BH3－NH3，B和N只能形成三個(gè)共價(jià)鍵，因此B和N之間是配位鍵，B提供空軌道，N提供孤電子對(duì)，即；M失去一個(gè)氫氣，得到N，N和乙烯互為等電子體，即N的分子式為H2B=NH2，M中N的雜化類型為sp3，N中N的雜化類型為sp2；②考查電負(fù)性的規(guī)律，同周期從左向右電負(fù)性增大，根據(jù)反應(yīng)方程式，B2H6作還原劑，H2O作氧化劑，即B2H6中H顯－1甲，B顯＋3價(jià)，說(shuō)明H的電負(fù)性大于B，從而電負(fù)性大小順序是B<H<O；③本題考查影響鍵角大小的因素，羰基中的氧原子有兩對(duì)孤電子對(duì)，甲基中碳原子沒(méi)有孤電子對(duì)，孤電子對(duì)之間的斥力大于孤電子對(duì)－成鍵電子對(duì)之間的斥力大于成鍵電子對(duì)之間的斥力，因此鍵角1大于鍵角2；（3）考查晶胞的計(jì)算，①根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，相對(duì)位置是；②P位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2=4，B全部位于晶胞內(nèi)部，個(gè)數(shù)為4，因此化學(xué)式為BP，晶胞的質(zhì)量為4×42/NAg，晶胞的體積為（a×10－10）3cm3，根據(jù)密度的定義，密度為g/cm3。