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题型:简答题
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简答题

氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示

请回答下列问题:

(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是____________

(2)基态B原子的电子排布式为______;B和N相比,电负性较大的是______,BN中B元素的化合价为______

(3)在BF3分子中,F-B-F的键角是______,B原子的杂化轨道类型为______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为______

(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为______,层间作用力为______

(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、______个硼原子,立方氮化硼的密度是______g•pm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA).

正确答案

解:(1)由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3,同时还应该产生硫酸钙和水,方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3与氨气在高温下反应即生成BN,方程式为

B2O3+2NH32BN+3H2O;故答案为:B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3+2NH32BN+3H2O;

(2)基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1;B与N 均位于第二周期,电负性从左向右依次递减,所以N的电负性大于B;BN中B元素的化合价为+3.故答案为:1s22s2sp1;N;+3;

(3)依据价层电子对互斥理论,计算出BF3的孤对电子对数=×(a-xb)=×(3-3×1)=0,并且价层电子对数为3,所以BF3分子为平面正三角形结构,键角为120°,杂化方式为sp2;BF4-中心原子的孤对电子对数=×(a-xb)=×(4-4×1)=0,其价层电子对数为4,所以其结构为正四面体.故答案为:120°;sp2;正四面体;

(4)B、N均属于非金属元素,二者形成的化学键是极性共价键;根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中,层与层之间靠分子间作用力结合.故答案为:共价键(或极性共价键);分子间作用力;

(5)根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×+6×+4=8,因此一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子.一个晶胞中的质量为,一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5pm)3,因此立方氮化硼的密度是 g•pm-3.故答案为:

解析

解:(1)由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3,同时还应该产生硫酸钙和水,方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3与氨气在高温下反应即生成BN,方程式为

B2O3+2NH32BN+3H2O;故答案为:B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;B2O3+2NH32BN+3H2O;

(2)基态B原子的电子排布式为1s22s2sp1;B与N 均位于第二周期,电负性从左向右依次递减,所以N的电负性大于B;BN中B元素的化合价为+3.故答案为:1s22s2sp1;N;+3;

(3)依据价层电子对互斥理论,计算出BF3的孤对电子对数=×(a-xb)=×(3-3×1)=0,并且价层电子对数为3,所以BF3分子为平面正三角形结构,键角为120°,杂化方式为sp2;BF4-中心原子的孤对电子对数=×(a-xb)=×(4-4×1)=0,其价层电子对数为4,所以其结构为正四面体.故答案为:120°;sp2;正四面体;

(4)B、N均属于非金属元素,二者形成的化学键是极性共价键;根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中,层与层之间靠分子间作用力结合.故答案为:共价键(或极性共价键);分子间作用力;

(5)根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×+6×+4=8,因此一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子.一个晶胞中的质量为,一个立方氮化硼晶胞的体积是(361.5pm)3,因此立方氮化硼的密度是 g•pm-3.故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

下列说法正确的是(  )

A同周期元素的第一电离能从左往右越来越大

B同主族元素从上到下第一电离能越来越大

C同周期元素的电负性从左往右越来越大

D同主族元素从上到下电负性越来越大

正确答案

C

解析

解:A.元素越容易失电子,则元素的电离能越小,同一周期元素,元素失电子能力逐渐减小,所以元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,故A错误;

B.同一主族元素,元素失电子能力随着原子序数增大而增大,所以第一电离能随着原子序数增大而减小,故B错误;

C.元素得电子能力越大,其电负性越大,同一周期元素,得电子能力逐渐增大,所以元素的电负性随着原子序数增大而增大,故C正确;

D.元素得电子能力越大,其电负性越大,同一主族元素,元素得电子能力随着原子序数增大而减弱,所以元素的电负性随着原子序数增大而减小,故D错误;

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

下列说法错误的是(  )

AN、O、F电负性依次增大,元素的最高化合价依次升高

B在H3O+ 和[Cu(NH34]2+中都存在配位键

C电负性越大,该元素的原子吸引电子的能力越强

D原子晶体中,原子间以共价键结合,具有键能大、熔点高、硬度大的特性

正确答案

A

解析

解:A、N、O、F电负性依次增大,O、F无正价,所以化合价最大的是氮元素,故A错误;

B、在H3O+ 和[Cu(NH34]2+中分别存在H←O和Cu←N配位键,故B正确;

C、元素的原子吸引电子的能力越强,电负性越大,故C正确;

D、原子晶体中决定原子晶体物理性质的是共价的强弱,原子间以共价键结合,键长越短,具有键能大,熔点高、硬度大,故D正确;

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

下列各元素中,符合前六个电离能(eV)的是(  )

AB

BC

CN

DO

正确答案

B

解析

解:结合表中数据可知,该元素的IE4与IE5之间出现突增,则该原子的最外层含有4个电子,

A.B原子最外层含有3个电子,其电离能应该在IE3、IE4之间出现突增,故A错误;

B.C原子最外层含有4个电子,其电离能会IE4与IE5之间出现突增,故B正确;

C.N原子最外层含有5个电子,其电离能会IE5与IE6之间出现突增,故C错误;

D.O原子最外层含有6个电子,其电离能会IE6与IE7之间出现突增,故D错误;

故选B.

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题型: 单选题
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单选题

某种元素的电离能数据如下(单位:kJ/mol),该元素最可能是(  )

AS区元素

Bf区元素

Cp区元素

Dd区元素

正确答案

A

解析

解:从表中原子的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为Mg元素,属于S区元素.

故选A.

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