Question

【題目】由N、B等元素組成的新型材料有著廣泛用途。

（1）B2H6是一種高能燃料，它與Cl2反應生成的BCl3可用于半導體摻雜工藝及高純硅的制造；由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為_______（填離子符號，填一個）。

（2）氨硼烷（H3N→BH3）和Ti（BH4）3均為廣受關注的新型化學氫化物儲氫材料．

①H3N→BH3中B原子的外圍電子排布圖_________。

②Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反應制得，寫出該制備反應的化學方程式____；基態Ti3+的成對電子有___對，BH4-的立體構型是____；Ti（BH4）3所含化學鍵的類型有____；

③氨硼烷可由六元環狀化合物（HB=NH）3通過如下反應制得：3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3；與上述化學方程式有關的敘述不正確的是 _____________

A．氨硼烷中存在配位鍵

B．第一電離能：N＞O＞C＞B

C．反應前后碳原子的軌道雜化類型不變

D．CH4、H2O、CO2都是非極性分子

（3）磷化硼（BP）是受到高度關注的耐磨材料，如圖1為磷化硼晶胞；

①晶體中P原子填在B原子所圍成的____空隙中。

②晶體中B原子周圍最近且相等的B原子有____個。

（4）立方氮化硼是一種新型的超硬、耐磨、耐高溫的結構材料，其結構和硬度都與金剛石相似，但熔點比金剛石低，原因是__________。圖2是立方氮化硼晶胞沿z軸的投影圖，請在圖中圓球上涂“●”和畫“×”分別標明B與N的相對位置______。其中“●”代表B原子，“×”代表N原子。

Answer 1

【答案】NO3-/CO32-TiCl3+3LiBH4Ti(BH4)3 + 3LiCl9正四面體配位鍵、共價鍵、離子鍵CD正四面體12氮化硼中硼的原子半徑比C大，故其N-B鍵的鍵能小于金剛石中的C-C鍵，所以氮化硼的熔點就越低

【解析】

（1）根據等電子體原理，原子數相同，價電子數也相同的粒子互為等電子體，所以由第2周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為CO32-或NO3-，故答案為CO32-或NO3-；（2）①B原子的外圍電子排布圖為；TiCl3和LiBH4發生復分解反應得到Ti（BH4）3，反應方程式為：TiCl3+3LiBH4Ti(BH4)3 + 3LiCl；基態Ti3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d1，故其成對電子數為9；BH4-中B原子的價層電子數為（3+1+4）÷2=4，則其雜化方式為sp3，立體構型為正四面體；BH4-中B原子存在空軌道，與

H-能形成配位鍵，故Ti（BH4）3中所含化學鍵有離子鍵、共價鍵、配位鍵；③A．氨硼烷N與B間形成的是配位鍵，故A說法正確；B．在同周期元素中元素的第一電離能隨原子序數的增大而增大，而VA族元素的第一電離能要大于相鄰元素，則第一電離能：N＞O＞C＞B，故B說法正確；C.反應前CH4中碳原子的軌道雜化類型為sp3，反應后生成的CO2中碳原子的軌道雜化類型為sp；故C說法錯誤；D．CH4、CO2都是非極性分子，但H2O是極性分子，故D說法錯誤；答案為CD。（3）①由晶胞結構分析可每個B原子與周圍四個P原子成鍵，同時每個P原子與周圍四個B原子成鍵，P原子位于四個B原子形的正四面體中心，故答案為正四面體；②由晶胞結構可知晶體中B原子周圍最近且相等的B原子和P原子周圍最近且相等的P原子，以晶胞某個面心的P原子為中心，同一個平面內與之最近且相等的P原子為4個，三個面共12個，故答案為12；（4）氮化硼中硼的原子半徑比C大，故其N-B鍵的鍵能小于金剛石中的C-C鍵，所以氮化硼的熔點就越低；立方氮化硼晶胞沿z軸的投影圖相當于該晶胞的正視圖，其晶胞結構與磷化硼相似，則參照圖1可得B與N的相對位置為。