Question

【题目】硼及其化合物在现代工业、生活和国防中有着重要的应用价值。

（1）最简单的硼烷是B2H6(乙硼烷)，结构如图所示，其中B原子的杂化方式为________。

（2）三氯化硼和三氟化硼常温下都是气体，都有强烈的接受孤电子对的倾向。推测它们固态时的晶体类型为________；三氟化硼与氨气相遇，立即生成白色固体，写出该白色固体结构式，并标注出其中的配位键________。

（3）经结构研究证明，硼酸晶体中B(OH)3单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过O—H…O氢键连结成层状结构，其片层结构及键长、层间距数据如图Ⅱ所示。层与层之间以微弱的分子间力相结合构成整个硼酸晶体。

①H3BO3是一元弱酸，写出它在水中的电离方程式（与氨类似）_____________________；

②根据结构判断下列说法正确的是________；

a．硼酸晶体有滑腻感，可作润滑剂

b．H3BO3分子的稳定性与氢键有关

c．含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键

d．H3BO3分子中硼原子最外层为8e－稳定结构

（4）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，图为其晶胞结构示意图。

①该功能陶瓷的化学式为________________；

②第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。

Answer 1

【答案】 sp3杂化 分子晶体 H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+ ac BN 3

【解析】（1）根据每个硼原子含有4个共价键判断；

（2）根据常温下都是气体判断晶体类型；根据氮原子提供孤电子对，硼原子接受孤对电子分析；

（3）①根据与氨类似，进行迁移应用即可；

②根据硼酸晶体的结构特点分析解答；

（4）①根据均摊法计算该功能陶瓷的化学式；

②根据影响第一电离能大小的因素分析判断。

（1）乙硼烷分子中每个硼原子含有4个共价键，所以B原子采用sp3杂化；

（2）常温下为气体，说明晶体构型为分子晶体；硼元素具有缺电子性，其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物，BF3能与NH3反应生成BF3NH3，B与N之间形成配位键，N原子含有孤电子对，所以氮原子提供孤电子对，BF3NH3结构式为：；

（3）①硼酸为一元弱酸，在水溶液里，和水电离出的氢氧根离子形成配位键，其电离方程式为：H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

②a．硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，片层状结构晶体有滑腻感，可作润滑剂，a正确；

b．分子的稳定性与分子内的B-O、H-O共价键有关，熔沸点与氢键有关，b错误；

c．1个硼酸分子形成了6个氢键，但每个氢键是2个硼酸分子共用的，所以平均含3个氢键，则含有1molH3BO3的晶体中有3mol氢键，c正确；

d．硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，因此B原子不是8e-稳定结构，d错误；

答案选ac；

（5）①根据原子半径大小知，B原子半径大于N原子，所以大球表示B原子，利用均摊法得B原子个数=1+8×1/8=2，N原子个数=1+4×1/4=2，B原子和N原子个数之比为2：2=1：1，所以其化学式为BN；

②同一周期元素中，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、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O3种；