Question

【題目】（化學—選修3：物質結構與性質）

氮化硼（BN）被稱為一種“宇宙時代的材料”，具有很大的硬度。

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

（2）部分硼的化合物有以下轉化：

則下列敘述正確的是__________（填序號）；

A．B3N3H6俗稱無機苯，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）下圖的晶體結構中，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為__________；圖2中的白球的配位數是__________。

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

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

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個電子為未成對電子；N3-離子核外電子數為10，核外電子排布式為1s22s22p6；

（2）A．B3N3H6與苯為等電子體，結構相似，為平面結構，A錯誤；B．BNH6與乙烷是原子總數相同、電子總數相同，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σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目均為2，雜化方式sp雜化，C正確；D．同周期隨原子序數增大，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錯誤，答案選BC；

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

（4）由圖可知，B原子與N原子之間4個共價鍵，其中一個為配位鍵，生成1molBN時，形成1mol配位鍵，同時得到1molNH4Cl，1個銨根離子中也含有1個配位鍵，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比晶體硅的高；

（5）晶胞中B原子數目=N原子數目=4，則晶胞質量為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。