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N原子的軌道雜化類型為 ．
②Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反應制得．基態Ti3+的未成對電子數有個，BH4﹣的立體構型是 ． 寫出該制備反應的化學方程式 ．
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 ． （填標號）
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分子空間構型分別是：正四面體形、V形、直線形
（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磷化硼晶體屬于晶體（填晶體類型），（填是或否）含有配位鍵．
②晶體中B原子的配位數為 ．
（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 ．
（5）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．

Answer 1

【答案】
（1）CO32﹣或NO3﹣
（2）sp3；1；正四面體；TiCl3+3LiBH4=Ti（BH4）3+3LiCl；C
（3）原子；是；4
（4）B﹣N鍵鍵長大于C﹣C鍵鍵長，鍵能小，所以熔點低
（5）
【解析】解：（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﹣ ，
所以答案是：CO32﹣或NO3﹣；
（2.）①H3N→BH3中N原子的價層電子對數為 =4，所以N原子的軌道雜化類型為sp3 ， 所以答案是：sp3
②基態Ti3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d1 ， 其未成對電子數是1． BH4﹣中B原子的價層電子對數為 =4，所以雜化方式為sp3雜化，則BH4﹣的立體構型為正四面體，Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反應制得，反應的化學方程式為TiCl3+3LiBH4═Ti（BH4）3+3LiCl，所以答案是：1；正四面體；TiCl3+3LiBH4=Ti（BH4）3+3LiCl；
③A．B一般是形成3個鍵，（H3BNH3）由六元環狀化合物（HB=NH）3通過3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得，其中1個鍵是配位鍵，故A正確；
B．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，這幾種元素都是第二周期元素，它們的族序數分別是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它們的第一電離能大小順序是I1（N）＞I1（O）＞I1（C）＞I1（B），故B正確；
C．由CH4變為CO2 ， 碳原子雜化類型由sp3轉化為sp，反應前后碳原子的軌道雜化類型已經改變，故C錯誤；
D．CH4分子中價層電子對=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對=4+ ×（4﹣4×1）=4，且不含孤電子對，所以其空間構型是正四面體，H2O中價層電子對個數=2+ ×（6﹣2×1）=4，且含有2個孤電子對，所以H2O的VSEPR模型為四面體，分子空間構型為V型，、CO2分子中價層電子對=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對=2+ ×（4﹣2×2）=2，所以二氧化碳是直線型結構，故D正確，
所以答案是：C；
（3.）①在磷化硼晶體中，磷和硼原子之間通過共價鍵相互作用，結合性質可知其晶體類型為原子晶體，硼最外層有3個電子，但根據晶胞結構可知，每個硼和磷周圍都有4個共價鍵，所以磷原子含有孤電子對，硼原子含有空軌道，它們之間存在配位鍵，所以答案是：原子；是；
②根據晶的結構圖可知，每個磷原子周圍有4個硼原子，所以配位數為4，所以答案是：4；
（4.）立方氮化硼結構和硬度都與金剛石相似，均為原子晶體，B﹣N鍵鍵長大于C﹣C鍵，鍵能小于C﹣C鍵，導致立方氮化硼熔點比金剛石低；所以答案是：B﹣N鍵鍵長大于C﹣C鍵鍵長，鍵能小，所以熔點低
（5.）晶體中B、N原子配位數均為4，涂“●”和畫“×”分別標明B與N的相對位置為： ，所以答案是： ．