Question

【题目】现代高科技领域使用的新型陶瓷材料氮化硼（BN），用天然硼砂（Na2B4O710H2O）经过下列过程可以制得。

天然硼砂硼酸（H3BO3）B2O3BN

（1）天然硼砂所含的元素中属于同一周期且原子半径是（用元素符号填写）___>___，由天然硼砂中的三种元素形成的某种离子化合物的电子式为______。

（2）与硼元素性质最相似的元素的原子的最外层电子排布为_______，该原子核外充有电子的轨道共有____个。

（3）试写出天然硼砂与硫酸反应的化学方程式_______，制得的氮化硼有不同的结构，其中超硬、耐磨、耐高温的一种属于____晶体。制取氮化硼的反应必须在密闭的耐高温容器中进行：B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+Q（Q<0）

（4）若反应在5L的密闭容器中进行，经2分钟反应炉内固体的质量减少60.0g，则用氨气来表示该反应在2分钟内的平均速率为_____，达到平衡后，增大反应容器体积，在平衡移动过程中，逆反应速率的变化状况为______。

（5）为提高生产效率，使反应速率加快的同时，化学平衡向多出产品的方向移动，可以采取的措施有_________，生产中对尾气的处理方法正确的是（填序号）_____。

A．直接排出参与大气循环 B．冷却分离所得气体可以循环使用

C．全部用来进行循环使用 D．冷却分离所得液体可作化工原料

Answer 1

【答案】B O 3s23p2 8 Na2B4O710H2O+H2SO4→Na2SO4+4H3BO3+5H2O 原子 0.6mol/(L·min） 先减小后增大 升高温度、通入氨气 BD

【解析】

（1）Na、B、O、H四种元素中属于同一周期的是B、O，原子半径：B>O；Na、O、H三种元素可形成离子化合物NaOH；

（2）与硼元素性质最相似的元素为硅；

（3）Na2B4O710H2O与硫酸反应得到硼酸，根据原子守恒，写出化学方程式；根据晶体具有超硬、耐磨、耐高温的性质，氮化硼属于原子晶体；

（4）根据=计算反应速率；根据浓度对化学反应速率的影响分析逆反应速率的变化；

（5）根据B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+Q（Q<0），正反应为吸热反应，升高温度、通入氨气平衡向正反应方向移动；根据尾气中含有NH3和水蒸气，分析尾气处理方法。

（1）天然硼砂（Na2B4O710H2O）含有Na、B、O、H四种元素，其中Na位于第三周期，B、O位于第二周期，H位于第一周期，属于同一周期的是B、O，原子半径：B>O，Na、O、H三种元素可形成离子化合物NaOH，其电子式为，故答案为：B；O；；

（2）硼元素位于元素周期表第二周期第ⅢA族，根据对角线规则，与硼元素性质最相似的元素为第三周期第ⅣA族的硅元素，Si原子的最外层电子排布为3s23p2，该原子核外电子排布式为1s22s2p63s23p2，因此该原子核外充有电子的轨道共有共有8个。故答案为：3s23p2；8；

（3）Na2B4O710H2O与硫酸反应得到硼酸，根据原子守恒，化学方程式为Na2B4O710H2O+H2SO4→Na2SO4+4H3BO3+5H2O；原子晶体具有超硬、耐磨、耐高温的性质，故氮化硼属于原子晶体。故答案为：Na2B4O710H2O+H2SO4→Na2SO4+4H3BO3+5H2O；原子；

（4）根据质量守恒定律，固体质量减少等于气体质量的增加，设反应的NH3的质量为x，

B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)， 质量差

2×17 3×18 20

x 60.0g

=，x=102g，

则用氨气来表示该反应在2分钟内的平均速率为=0.6mol/(L·min）；达到平衡后，增大反应容器体积，H2O(g)的浓度减小，逆反应速率减小，由于减小压强平衡正向移动，随着反应进行，H2O(g)的浓度又逐渐增大，所以逆反应速率先减小后增大；故答案为：0.6mol/(L·min）；先减小后增大；

（5）根据B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+Q（Q<0），正反应为吸热反应，升高温度、通入氨气使反应速率加快的同时，化学平衡向多出产品的方向移动；由反应过程可知，尾气中含有未反应的NH3和生成的水蒸气，则

A．NH3直接排出参与大气循环会污染空气，故A错误；

B．冷却分离所得NH3可以循环使用，有利于原料充分利用和环境保护，故B正确；

C．由反应B2O3(s)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)可知，生成的水蒸气不用来进行循环使用，故C错误；

D．尾气中含有NH3和水蒸气，冷却分离后得到氨水，可作化工原料，故D正确。

综合上述分析，BD正确。故答案为：升高温度、通入氨气；BD。