Question

【題目】(1)硼的研究在無機化學發展中占有獨特的位置。硼元素有10B 和 11B 兩種天然穩定的同位素，在基態 11B 原子中，核外存在______對自旋狀態相反的電子，有_______種不同空間運動狀態的電子。根據對角線規則，硼元素許多性質與_____元素相似；

(2)NH3 能通過配位鍵與硼元素的某種氫化物作用得到化合物M，M是一種新的儲氫材料，加熱M會緩慢釋放出H2，并轉化為化合物N，M、N分別是乙烷、乙烯的等電子體。 M的結構式為______________(須標出配位鍵)，N分子中的π鍵和σ鍵數目之比為_______________；

(3)O 和 S 兩種元素是自然界最常見的兩種元素。均能與 H 形成 H2O2 和 H2S2，結構如圖所示。請說明 H2O2 中 ∠H-O-O = 97° 略大于 ∠H-S-S = 95° 的原因： ______________；

(4)下圖為DNA結構局部圖。雙鏈通過氫鍵使它們的堿基(A T 和 C G )相互配對形成雙螺旋結構，請寫出圖中存在的兩種氫鍵的表示式____________，_____________；

(5)通常認為含氧酸的通式可寫成 (HO)mROn ，n值越高，則酸性越強。可實際上，二氧化碳的水溶液酸性很弱，通常認為是弱酸，但磷酸(H3PO4)的非羥基氧個數與碳酸(H2CO3)相同，卻是中強酸，請解釋原因：____________________；

(6)一定溫度下，NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為O2作密置單層排列，Ni2+ 填充其中；已知O2的半徑為am，阿伏加德羅常數NA，則每平方米上分散的該晶體的質量為_______________g。(寫出表達式即可。圖中大白球表示O2，小黑球表示 Ni2+)

Answer 1

【答案】2 3 Si 1:5 O,S采取的雜化和孤對電子數相同，但氧原子電負性大，價層電子密度高，故相互間排斥作用更強，鍵角更大 N—H O N—H N 溶于水的CO2分子只有約幾百分之一與水結合成碳酸 或

【解析】

(1)B為5號元素，在基態11B原子中，電子排布式為1s22s22p1，在周期表中，B與Si位于對角線位置，據此分析判斷；

(2)M是NH3與硼元素的氫化物相互作用的產物，M是乙烷的等電子體，說明M中含有8個原子、價電子數是14，則M為BH3NH3；N是乙烯的等電子體，應為BH2=NH2，據此分析解答；

(3)O，S采取的雜化和孤對電子數相同，但氧原子電負性大，價層電子密度高，故相互間排斥作用更強，據此分析解答；

(4)根據圖示判斷存在的氫鍵；

(5)根據CO2溶于水的程度不大，且與水結合的CO2的數量更小分析解答；

(6) 根據圖片知，平面NiO基本結構單元為，每個機構單元含有1個“NiO” ，首先計算每個氧化鎳所占的面積和每個氧化鎳的質量，再計算每平方米含有的氧化鎳個數和含有的氧化鎳質量。

(1)B為5號元素，在基態11B原子中，電子排布式為1s22s22p1，同一軌道中兩個電子自旋方向相反，核外存在2對自旋狀態相反的電子；核外電子空間運動狀態由能層、能級、原子軌道決定，1s軌道、2s軌道、2p有1個軌道，有3種不同空間運動狀態的電子；在周期表中，B與Si位于對角線位置，根據對角線規則，硼元素許多性質與Si元素相似，故答案為：2；3；Si；

(2)M是NH3與硼元素的氫化物相互作用的產物，M是乙烷的等電子體，說明M中含有8個原子、價電子數是14，則M為BH3NH3，M中B含有空軌道，N含有孤電子對，可形成配位鍵，M結構式為；N是乙烯的等電子體，應為BH2=NH2，N分子中含有1個π鍵，σ鍵包括2個B-H、2個N-H和1個B-N，共5個，π鍵和σ鍵數目之比為1:5，故答案為：；1:5；

(3)O，S采取的雜化和孤對電子數相同，但氧原子電負性大，價層電子密度高，故相互間排斥作用更強，鍵角更大，使得H2O2 中 ∠H-O-O 略大于 ∠H-S-S，故答案為：O，S采取的雜化和孤對電子數相同，但氧原子電負性大，價層電子密度高，故相互間排斥作用更強，鍵角更大；

(4)根據圖示，圖中存在的氫鍵的表示式為N—H O和N—H N，故答案為：N—H O；N—H N；

(5)H2CO3與H3PO4均有1個非羥基氧，H3PO4為中強酸，H2CO3為弱酸，由于CO2溶于水的程度不大，與水結合的CO2的數量更小，只有約幾百分之一與水結合成碳酸，與按二氧化碳全部轉化為碳酸分子來估算酸的強度相比，自然就小了近百倍了，故答案為：溶于水的二氧化碳分子只有約幾百分之一與水結合成碳酸；

(6)根據圖片知，平面NiO基本結構單元為，每個機構單元含有1個“NiO” ，每個氧化鎳所占的面積=(2×am)×(2×am×sin60°)=2a2m2，則每平方米含有的氧化鎳個數=，每個氧化鎳的質量=g，所以每平方米含有的氧化鎳質量=×g=，故答案為：。