Question

【題目】硼及硼的化合物有著廣泛的用途。請回答下列問題：

（1）硼在元素周期表中的位置為_________，電子排布式是________，硼元素有兩種天然同位素10B和11B，硼元素的近似相對原子質量為10.8，則兩種同位素原子的原子個數之比為_______。

（2）單質硼（B）在一定條件下與NaOH溶液反應生成NaBO2和一種氣體，請寫出該反應的化學方程式________________。

（3）硼酸（H3BO3）是一種白色片狀晶體，微溶于水，對人體的受傷組織有著和緩的防腐消毒作用。硼酸是一元弱酸，室溫時0.1mol/L硼酸的pH為5，計算硼酸的電離常數K＝__________。氟硼酸（HBF4）是一種強酸，僅以離子狀態存在于水中，請寫出BF4﹣的電子式__________。

（4）B2H6是硼的一種氣態氫化物，因組成與乙烷（C2H6）相似而被稱為乙硼烷。

①經測定B2H6中B原子最外層也滿足8電子結構，由此推測B2H6與C2H6分子結構_________（填“相同”或“不相同”）。

②B2H6可由BF3與NaBH4在一定條件下反應制得，寫出該反應的化學方程式_________。

③B2H6是強還原劑，它與水反應生成H3BO3和H2。若有0.1mol B2H6與水完全反應，則產生H2在標準狀況下的體積為_________L。

Answer 1

【答案】 第二周期IIIA族 1s22s22p1 1:4 2B + 2NaOH + 2H2O =2 NaBO2 + 3H2 ↑ 10-9 不相同 BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 +3 NaF 13.44

【解析】（1）硼在元素周期表中的位置為第二周期IIIA族，電子排布式是1s22s22p1，硼元素有兩種天然同位素10B和11B，硼元素的近似相對原子質量為10.8，B元素的相對原子質量10.8是質量數分別為10和11的核素的平均值，可以采用十字交叉法：，，則10B和11B的原子的個數比為0.2：0.8=1：4

（2）單質硼（B）在一定條件下與NaOH溶液反應生成NaBO2和一種氣體，請寫出該反應的化學方程式2B + 2NaOH + 2H2O =2 NaBO2 + 3H2 ↑ 。

（3）硼酸（H3BO3）是一種白色片狀晶體，微溶于水，對人體的受傷組織有著和緩的防腐消毒作用。硼酸是一元弱酸，室溫時0.1mol/L硼酸的pH為5，B(OH)3 +H2O=B(OH)4-+H＋，計算硼酸的電離常數K＝ 。氟硼酸（HBF4）是一種強酸，僅以離子狀態存在于水中，請寫出BF4﹣的電子式。

（4）B2H6是硼的一種氣態氫化物，因組成與乙烷（C2H6）相似而被稱為乙硼烷。

①經測定B2H6中B原子最外層也滿足8電子結構，由此推測B2H6與C2H6分子結構不相同：每個硼原子均為sp3雜化，2個硼原子與4個氫原子形成普通的σ鍵，這四個σ鍵在同一平面上,另外兩個氫原子和這兩個硼原子形成了兩個垂直于該平面的氫橋鍵，也稱為三中心兩電子鍵。而乙烷的碳原子均為sp3雜化，2個碳原子與6個氫原子形成普通的σ鍵，2 個碳之間形成一個σ鍵。如圖。

②B2H6可由BF3與NaBH4在一定條件下反應制得，該反應的化學方程式BF3 + 3NaBH4 = 2B2H6 +3 NaF 。

③B2H6+6H2O→2H3BO3+6H2↑ ，0.1mol B2H6與水完全反應，則產生0.06molH2在標準狀況下的體積為0.06mol*22.4mol/L=13.44L.