Question

19．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(tài)硼原子有1個未成對電子，氮離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶．
（2）部分硼的化合物有以下轉化：BNH₆$→_{①}^{-4H}$HB≡NH$→_{②}^{180～190℃}$B₃N₃H₆
則下列敘述正確的是BC（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、氮原子的雜化類型相同
D．硼、氮、氧三元素的第一電離能比較：B＜N＜O
（3）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(shù)為5；圖2中的白球的配位數(shù)是8．

（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2mol配位鍵，比較氮化硼晶體與晶體硅的沸點高低并解釋原因氮硼鍵的鍵長比硅硅鍵的鍵長短，鍵能比硅硅鍵的鍵能大．

Answer 1

分析 （1）B原子核外電子排布為1s²2s²2p¹；N^3-離子核外電子數(shù)為10，根據(jù)能量最低原理書寫；
（2）A．B₃N₃H₆與苯的結構相似；
B．原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同（或電子總數(shù)相同）的微粒互為等電子體；
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(shù)目相同；
D．同周期隨原子序數(shù)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；
（3）利用均攤法計算圖1的晶胞中含有的粒子總數(shù)；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；
（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，得到1molNH₄Cl，1個銨根離子中也含有1個配位鍵；
氮化硼與晶體硅均為原子晶體，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔點越高．

解答 解：（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；N^3-離子核外電子數(shù)為10，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶，
故答案為：1；1s²2s²2p⁶；
（2）A．B₃N₃H₆與苯為等電子體，結構相似，為平面結構，故A錯誤；
B．BNH₆與乙烷是原子總數(shù)相同、電子總數(shù)相同，二者互為等電子體，故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(shù)目均為2，雜化方式sp雜化，故C正確；
D．同周期隨原子序數(shù)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，故D錯誤，
故選：BC；
（3）圖1的晶胞中含有的粒子總數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=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(shù)為8，故答案為：5；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，
故答案為：2；氮硼鍵的鍵長比硅硅鍵的鍵長短，鍵能比硅硅鍵的鍵能大．

點評 本題是對物質結構的考查，涉及核外電子排布、雜化方式、等電子體、電離能、晶體熔沸點比較等，（3）中白色球配位數(shù)為易錯點，學生容易認為頂點黑色球與白色球最近，難度中等．