Question

【題目】硼(B)、鋁及其化合物在化學中有重要的地位。請回答下列問題：

Ⅰ.（1）與B的基態(tài)原子電子排布式中成單電子數(shù)相同的第二周期元素還有______（填寫元素符號）。

Ⅱ.硼酸(H3BO3)是白色片狀晶體（層狀結(jié)構(gòu)如圖1），有滑膩感，在冷水中溶解度很小，加熱時溶解度增大。

（2）硼酸分子以范德華力、共價鍵和氫鍵形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，每個含有B原子的環(huán)中平均含有B原子的個數(shù)為______個。其中B原子的雜化類型為______。

（3）加熱時，硼酸的溶解度增大，主要原因是______。

（4）硼酸是一元弱酸，其分子式亦可寫為B(OH)3，在水中電離時，硼酸結(jié)合水電離出來OH-的而呈酸性，寫出硼酸的電離方程式______。

（5）氨硼烷(NH3BH3)是一種新型儲氫材料，其分子中存在配位鍵，則氨硼烷分子的結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)簡式為______

（標出配位鍵）。

Ⅲ.硼氫化鈉是一種常用的還原劑。其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示：

（6）該晶體中Na+的配位數(shù)為______。

（7）若硼氫化鈉晶胞上下底心處的Na+被Li+取代，得到的晶體的化學式為______。

（8）LiAlH4也是一種特殊的還原劑，可將羧酸直接還原成醇：CH3COOHCH3CH2OH，CH3COOH分子中鍵角2______鍵角1（填“＞”、“＜”或“＝”）。

Ⅳ.（9）硼化鎂晶體在39K時呈超導性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，如圖3是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學式為______。

Answer 1

【答案】Li、F sp2 加熱破壞了硼酸分子之間的氫鍵，增大了硼酸與水形成氫鍵的幾率 H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+ 8 Na3Li(BH4)4 ＜ MgB2

【解析】

Ⅰ.（1）B的基態(tài)原子電子排布式為 1s22s22p1，與B的基態(tài)原子電子排布式中成單電子數(shù)相同的第二周期元素還有Li和F，兩種元素最外層只有1個單電子。故答案為：Li、F；

Ⅱ.（2）硼酸分子以范德華力、共價鍵和氫鍵形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，每個環(huán)含有2個B原子，每個B被3個環(huán)分攤，每個含有B原子的環(huán)中平均含有B原子的個數(shù)為2×=個。由圖可知，B原子形成3個B-Oσ鍵，沒有孤電子對，B原子雜化軌道數(shù)目為3，B原子采取sp2雜化方式。

故答案為：；sp2 ；

（3）加熱時，硼酸的溶解度增大，主要原因是加熱破壞了硼酸分子之間的氫鍵，增大了硼酸與水形成氫鍵的幾率。

故答案為：加熱破壞了硼酸分子之間的氫鍵，增大了硼酸與水形成氫鍵的幾率；

（4）硼酸是一元弱酸，其分子式亦可寫為B(OH)3，在水中電離時，硼酸結(jié)合水電離出來OH-的而呈酸性，硼酸的電離方程式H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。

故答案為：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

（5）氨硼烷(NH3BH3)是一種新型儲氫材料，B有空軌道，N有孤電子對，其分子中存在配位鍵，則氨硼烷分子的結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)簡式為。

故答案為：；

Ⅲ.（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析，底心Na＋周圍等距且最近的BH4－個數(shù)即為Na＋的配位數(shù)，則Na＋的配位數(shù)為8，故答案為：8；

（7）晶胞中頂點粒子占，面心粒子占，棱上粒子占，若硼氫化鈉晶胞上下底心處的 Na＋被 Li＋取代，則BH4－個數(shù)為4，Na＋數(shù)目為3，Li＋數(shù)目為1，所以得到的晶體的化學式為：Na3Li(BH4)4 ，故答案為：Na3Li(BH4)4 ；

（8）的C=O雙鍵中氧原子含有2對孤對電子，由于孤對電子與成鍵電子對排斥力大于成鍵電子對之間排斥力，故CH3COOH分子中鍵角2＜鍵角1。

故答案為：＜；

Ⅳ.（9）該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖中，每個Mg原子周圍有6個B原子，每個B原子為3個Mg原子共用，平均一個Mg原子擁有的B原子為×6=2，Mg、硼原子個數(shù)比為1：2，硼化鎂的化學式為MgB2，故答案為：MgB2。