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【题目】硼及硼的化合物有着广泛的用途。请回答下列问题:

(1)硼在元素周期表中的位置为:____________________________________;

(2)硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。图a是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_____________。

(3)硼酸(H3BO3),白色片状晶体,微溶于水,对人体的受伤组织有防腐消毒作用。H3BO3溶液中存在H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)的平衡。硼酸和过量的NaOH溶液反应方程式为:H3BO3+NaOH=Na[B(OH)4]。硼酸晶体具有层状结构,每一层结构如图1所示。

①硼酸晶体属于_______晶体(填“离子”、“分子”或“原子”)。

②下列关于硼酸的说法正确的是_______________(填序号)。

a.H3BO3是一元酸

b.其水溶液中,水的电离平衡受到抑制

c.晶体中有氢键,因此硼酸分子较稳定

(4)三氟化硼(BF3)水解生成硼酸和氟硼酸(HBF4,强酸)。BF3分子立体构型为___________,BF4-的电子式____________。

(5)氨硼烷(NBH6)是一种有效、安全的固体储氢材料。氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似,氨硼烷分子与硼酸分子中硼原子的杂化轨道类型分别为:___________和___________。

【答案】第二周期ⅢA族 MgB2 分子 a 平面三角形 sp3 sp2

【解析】

硼是5号元素,位于第二周期第ⅢA族;由图a知1个B原子为3个Mg原子共用,1个Mg原子为6个B原子共用,可以计算硼原子和镁原子得个数之比;硼酸晶体中存在H3BO3分子,是分子晶体;硼酸中B原子属于缺电子原子,在水溶液中可以结合水电离出的氢氧根,H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq)显酸性,硼酸的加入,促进了水的电离,氢键是体现在物理性质方面;硼的最外层3个电子,三单写在硼原子的三个方向,与4个F结合,有一个F在于B形成共价键时需要得一个电子,所以整体显-1价;根据价层电子对互斥理论,可以计算中心原子的孤电子对数,从而得出杂化方式;氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似,则硼原子的杂化方式与乙烷中的碳一样。

(1) 硼是5号元素,位于第二周期第ⅢA族;

故答案为:第二周期第ⅢA族;

(2) 由图a知1个B原子为3个Mg原子共用,属于一个Mg原子的B原子为 ,1个Mg原子为6个B原子共用,属于一个B原子的Mg原子为 ,可以计算硼原子和镁原子得个数之比:2:1,故硼化镁的化学式为:MgB2;

故答案为:MgB2;

(3) ①硼酸晶体中存在H3BO3分子,是分子晶体;②硼酸中B原子属于缺电子原子,在水溶液中可以结合水电离出的氢氧根,H3BO3(aq)+H2O(l)[B(OH)4]-(aq)+H+(aq),是一元酸;硼酸的加入,促进了水的电离;氢键是体现在物理性质方面,如熔沸点等;

故答案为:分子;a;

(4) 根据价层电子对互斥理论,可以计算中心原子的孤电子对数, ,无孤电子对数,故分子的立体构型为:平面三角形;硼的最外层3个电子,三单写在硼原子的三个方向,与4个F结合,有一个F在于B形成共价键时需要得一个电子,所以整体显-1价,电子式为:;

故答案为:平面三角形;;

(5)氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似,则硼原子的杂化方式与乙烷中的碳一样,为sp3杂化;硼酸中可以通过公式来计算硼酸跟: ,所以硼酸中硼原子为sp2杂化;

故答案为:sp3 ; sp2。

练习册系列答案
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A.B.C.D.

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A.若X为直流电源,Y为铜棒接正极,则Fe棒上有铜析出

B.若X为直流电源,Y为碳棒接负极,则Fe棒被保护

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D.若X为导线,Y为铜棒,则Fe棒发生还原反应

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(1)写出CO与NO反应的化学方程式:________________。

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A.C60晶体易溶于苯、CS2,C60是非极性分子

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C.C60与F2在一定条件下,发生反应生成C60F60

D.C60、金刚石和石墨是同素异形体

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A. 放电时,PF6-向正极移动

B. 放电时,负极反应为A1-3e-====Al3+

C. 充电时,两个电极增加的质量相等

D. 充电时,阳极反应为xC+PF6--e-==CxPF6

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【题目】氮元素可形成很多重要的化合物,其中叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊。叠氮化钠的制取方法是:①金属钠与液态氨反应得NaNH2②NaNH2与N2O按物质的量2:1反应可生成NaN3、NaOH和一种气体。

(1)请写出反应②的化学方程式为:____________。

(2)与N3-互为等电子体的分子有:______(写一种)由此可推知N3-的空间构型是:_________; 比较NH2-和NH3的键角∠HNH的大小:NH2- ____ NH3(填“>”或“<”或“=”),请用价层电子对互斥规律解释_______。

(3)叠氮化钠(NaN3)分解可得纯N2,有关说法正确的是:________(选填代号)

A.氮气常温下很稳定,是因为氮元素的电负性大

B.NaN3与KN3结构类似,前者晶格能较小

C.第一电离能(I1):N>P>S

D.热稳定性NH3强于PH3和H2S是因为NH3分子间有氢键

(4)小汽车的防撞气囊中叠氮化钠的工作原理是基于反应:6NaN3+ Fe2O3 = 3Na2O + 2Fe+ 9N2 ;铁晶体有三种堆积方式,其中两种堆积方式分别如图甲、图乙所示(其晶胞特征如下图所示):

晶胞甲中铁原子的配位数为:_______,晶胞乙中铁原子的堆积方式为:________。晶胞乙中铁原子半径为a cm,NA表示阿伏加德罗常数,摩尔质量为M g/mol。则该晶体的密度可表示为:___________ g/cm3。

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B. T1<T2,p1<p2,m+n<r,正反应吸热

C. T1>T2,p1>p2,m+n<r,正反应放热

D. T1<T2,p1<p2,m+n>r,正反应放热

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