Question

氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料以天然硼砂為起始物，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可以得到BF₃和BN，如下圖所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）由B₂O₃制備BF₃、BN的化學(xué)方程式依次是                              
                                            
（2）在BF₃分子中，F(xiàn)-B-F的鍵角是_______，B原子的雜化軌道類型為_______，BF₃和過(guò)量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^—的立體結(jié)構(gòu)為_______；
（3）在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為_(kāi)_______，層間作用力為________；
(4)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______個(gè)氮原子、________個(gè)硼原子，立方氮化硼的密度是___________g·cm^-3（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）。

Answer 1

（1）B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄D 2BF₃+3CaSO₄+3H₂O    B₂O₃+2NH₃高溫2BN+3H₂O
（2） 120°    sp²   正四面體   （3）共價(jià)鍵(極性共價(jià)鍵)   分子間力
(4)4   4  

試題分析：（1）由B₂O₃制備BF₃、BN的化學(xué)方程式依次是B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄D 2BF₃+3CaSO₄+3H₂O 、  B₂O₃+2NH₃高溫2BN+3H₂O；（2）在BF₃分子中，中B原子為sp²雜化，其空間構(gòu)型為平面三角形，B位于三角形的中央，故其鍵角為120°；BF₃和過(guò)量NaF作用可生成NaBF₄，此時(shí)B為sp³雜化，故BF₄^—的立體結(jié)構(gòu)為正四面體；(4)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，金剛石為正四面體，硬度與金剛石相當(dāng)，則該晶體為原子晶體，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm，所以立方氮化硼晶胞中含有4個(gè)氮原子，含有4個(gè)硼原子，立方氮化硼晶胞中含有4BN，B的相對(duì)原子質(zhì)量為11，而N的相對(duì)原子質(zhì)量為14，所以立方氮化硼的密度是：.
點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、雜化理論、化學(xué)鍵、晶胞的計(jì)算，該題的綜合性好，本題難度中等。