Question

【题目】(1)硼的研究在无机化学发展中占有独特的位置。硼元素有10B 和 11B 两种天然稳定的同位素，在基态 11B 原子中，核外存在______对自旋状态相反的电子，有_______种不同空间运动状态的电子。根据对角线规则，硼元素许多性质与_____元素相似；

(2)NH3 能通过配位键与硼元素的某种氢化物作用得到化合物M，M是一种新的储氢材料，加热M会缓慢释放出H2，并转化为化合物N，M、N分别是乙烷、乙烯的等电子体。 M的结构式为______________(须标出配位键)，N分子中的π键和σ键数目之比为_______________；

(3)O 和 S 两种元素是自然界最常见的两种元素。均能与 H 形成 H2O2 和 H2S2，结构如图所示。请说明 H2O2 中 ∠H-O-O = 97° 略大于 ∠H-S-S = 95° 的原因： ______________；

(4)下图为DNA结构局部图。双链通过氢键使它们的碱基(A T 和 C G )相互配对形成双螺旋结构，请写出图中存在的两种氢键的表示式____________，_____________；

(5)通常认为含氧酸的通式可写成 (HO)mROn ，n值越高，则酸性越强。可实际上，二氧化碳的水溶液酸性很弱，通常认为是弱酸，但磷酸(H3PO4)的非羟基氧个数与碳酸(H2CO3)相同，却是中强酸，请解释原因：____________________；

(6)一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O2作密置单层排列，Ni2+ 填充其中；已知O2的半径为am，阿伏加德罗常数NA，则每平方米上分散的该晶体的质量为_______________g。(写出表达式即可。图中大白球表示O2，小黑球表示 Ni2+)

Answer 1

【答案】2 3 Si 1:5 O,S采取的杂化和孤对电子数相同，但氧原子电负性大，价层电子密度高，故相互间排斥作用更强，键角更大 N—H O N—H N 溶于水的CO2分子只有约几百分之一与水结合成碳酸 或

【解析】

(1)B为5号元素，在基态11B原子中，电子排布式为1s22s22p1，在周期表中，B与Si位于对角线位置，据此分析判断；

(2)M是NH3与硼元素的氢化物相互作用的产物，M是乙烷的等电子体，说明M中含有8个原子、价电子数是14，则M为BH3NH3；N是乙烯的等电子体，应为BH2=NH2，据此分析解答；

(3)O，S采取的杂化和孤对电子数相同，但氧原子电负性大，价层电子密度高，故相互间排斥作用更强，据此分析解答；

(4)根据图示判断存在的氢键；

(5)根据CO2溶于水的程度不大，且与水结合的CO2的数量更小分析解答；

(6) 根据图片知，平面NiO基本结构单元为，每个机构单元含有1个“NiO” ，首先计算每个氧化镍所占的面积和每个氧化镍的质量，再计算每平方米含有的氧化镍个数和含有的氧化镍质量。

(1)B为5号元素，在基态11B原子中，电子排布式为1s22s22p1，同一轨道中两个电子自旋方向相反，核外存在2对自旋状态相反的电子；核外电子空间运动状态由能层、能级、原子轨道决定，1s轨道、2s轨道、2p有1个轨道，有3种不同空间运动状态的电子；在周期表中，B与Si位于对角线位置，根据对角线规则，硼元素许多性质与Si元素相似，故答案为：2；3；Si；

(2)M是NH3与硼元素的氢化物相互作用的产物，M是乙烷的等电子体，说明M中含有8个原子、价电子数是14，则M为BH3NH3，M中B含有空轨道，N含有孤电子对，可形成配位键，M结构式为；N是乙烯的等电子体，应为BH2=NH2，N分子中含有1个π键，σ键包括2个B-H、2个N-H和1个B-N，共5个，π键和σ键数目之比为1:5，故答案为：；1:5；

(3)O，S采取的杂化和孤对电子数相同，但氧原子电负性大，价层电子密度高，故相互间排斥作用更强，键角更大，使得H2O2 中 ∠H-O-O 略大于 ∠H-S-S，故答案为：O，S采取的杂化和孤对电子数相同，但氧原子电负性大，价层电子密度高，故相互间排斥作用更强，键角更大；

(4)根据图示，图中存在的氢键的表示式为N—H O和N—H N，故答案为：N—H O；N—H N；

(5)H2CO3与H3PO4均有1个非羟基氧，H3PO4为中强酸，H2CO3为弱酸，由于CO2溶于水的程度不大，与水结合的CO2的数量更小，只有约几百分之一与水结合成碳酸，与按二氧化碳全部转化为碳酸分子来估算酸的强度相比，自然就小了近百倍了，故答案为：溶于水的二氧化碳分子只有约几百分之一与水结合成碳酸；

(6)根据图片知，平面NiO基本结构单元为，每个机构单元含有1个“NiO” ，每个氧化镍所占的面积=(2×am)×(2×am×sin60°)=2a2m2，则每平方米含有的氧化镍个数=，每个氧化镍的质量=g，所以每平方米含有的氧化镍质量=×g=，故答案为：。