Question

（15分）開發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。
（1）化合物A(H₃BNH₃)是一種潛在的儲氫材料，可由六元環(huán)狀物質(zhì)(HB＝NH)₃通過如下反應(yīng)制得：3CH₄＋2(HB＝NH)₃＋6H₂O＝3CO₂＋6H₃BNH₃。請回答：
①H₃BNH₃中是否存在配位鍵          （填“是”或“否”），B、C、N、O第一電離能由大到小的順序?yàn)?u>                 ，CH₄、H₂O、CO₂三分子按照鍵角由大到小的順序排列為                   。
②與(HB＝NH)₃互為等電子體的分子為          （填分子式）
③人工可以合成硼的一系列氫化物，其物理性質(zhì)與烷烴相似，故稱之為硼烷。工業(yè)上可采用LiAlH₄和BCl₃在一定條件下制備乙硼烷B₂H₆，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                    。
④在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀、骨架狀等多種結(jié)構(gòu)形式。圖ａ為一種無限長鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，其化學(xué)式為        ，圖ｂ為硼砂晶體中陰離子，其中硼原子采取的雜化方式為         。

（2）一種銅合金具有儲氫功能
①Cu²⁺的價層電子排布式為                    。
②銅及其它許多金屬及其化合物都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是                 。
③銅的單質(zhì)中按ABCABC……方式堆積，設(shè)銅原子半徑為a pm，則該晶體的密度為        g/cm³（阿伏伽德羅常數(shù)值為N_A）

Answer 1

（1）①是，N>O>C>B  CO₂>CH₄>H₂O;②C₆H₆ ；③4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiCl+3AlCl₃
（或4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiAlCl₄）④BO₂^--；sp³、sp²；（2）①3d⁹；②激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長的光的形式釋放能量；③。

試題分析：（1）①在H₃BNH₃中的B與N原子之間存在配位鍵；B、C、N、O是同一周期的元素。一般情況下，元素的非金屬性越強(qiáng)，原子半徑越小，元素的第一電離能既有越大，但是由于N原子的2p軌道上的電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以其電離能比O還大。因此第一電離能由大到小的順序N>O>C>B；CH₄是正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角109°28′；H₂O是V型分子，鍵角104.3°，CO₂是直線型分子，鍵角為180°。因此這三分子按照鍵角由大到小的順序排列為CO₂>CH₄>H₂O；②等電子體是原子數(shù)等，最外層電子數(shù)也相等的物質(zhì)。與(HB＝NH)₃互為等電子體的分子為C₆H₆ ；③根據(jù)題意可得合成乙硼烷B₂H₆，的化學(xué)方程式為4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiCl+3AlCl₃；也可寫作4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiAlCl₄。④多硼酸根的化學(xué)式為BO₂^--；在圖ｂ硼原子采取的雜化方式為sp³、sp²；（2）①Cu是29號元素，Cu²⁺的價層電子排布式為3d⁹；②銅及其它許多金屬及其化合物都可以發(fā)生焰色反應(yīng)的原因是在灼燒時原子中的電子吸收能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長的光的形式釋放能量；③Cu是面心立方緊密堆積，在一個晶胞中含有的Cu原子的個數(shù)為：8×1/8+6×1/2="4;" 設(shè)銅原子半徑為a pm.晶胞的邊長L.;L=2;該晶體的密度為 g/cm³.