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，經過一系列反應可以得到BF₃和BN，如下圖所示：

請回答下列問題：
（1）由B₂O₃制備BF₃、BN的化學方程式依次是                              
                                            
（2）在BF₃分子中，F-B-F的鍵角是_______，B原子的雜化軌道類型為_______，BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^—的立體結構為_______；
（3）在與石墨結構相似的六方氮化硼晶體中，層內B原子與N原子之間的化學鍵為________，層間作用力為________；
(4)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______個氮原子、________個硼原子，立方氮化硼的密度是___________g·cm^-3（只要求列算式，不必計算出數值，阿伏伽德羅常數為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）共價鍵(極性共價鍵)   分子間力
(4)4   4  

試題分析：（1）由B₂O₃制備BF₃、BN的化學方程式依次是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和過量NaF作用可生成NaBF₄，此時B為sp³雜化，故BF₄^—的立體結構為正四面體；(4)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，金剛石為正四面體，硬度與金剛石相當，則該晶體為原子晶體，晶胞邊長為361.5pm，所以立方氮化硼晶胞中含有4個氮原子，含有4個硼原子，立方氮化硼晶胞中含有4BN，B的相對原子質量為11，而N的相對原子質量為14，所以立方氮化硼的密度是：.
點評：本題考查了化學反應方程式的書寫、雜化理論、化學鍵、晶胞的計算，該題的綜合性好，本題難度中等。