Question

氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂為起始物，經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BF₃和BN，如圖所示：
請(qǐng)回答下列問題：
（1）由B₂O₃制備BF₃、BN的化學(xué)方程式依次是

 

、

 

；
（2）基態(tài)N原子的電子排布圖為

 

；B和N相比，電負(fù)性較大的是

 

，BN中B元素的化合價(jià)為

 

；
（3）在BF₃分子中，F(xiàn)-B-F的鍵角是

 

，BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-的立體結(jié)構(gòu)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角及其應(yīng)用,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型

專題：

分析：（1）由圖及元素守恒可寫出這兩個(gè)反應(yīng)的方程式：B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄

加熱  .

2BF₃↑+3CaSO₄+3H₂O；B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O；
（2）氮原子核外電子數(shù)目為7，原子的電子排布式為1s²2s²2p³，同周期從左到右電負(fù)性依次增強(qiáng)，所以電負(fù)性N＞B；B第ⅢA族元素，為+3價(jià)；
（3）價(jià)層電子對(duì)互斥理論認(rèn)為：分子的立體構(gòu)型是“價(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果，先判斷價(jià)層電子對(duì)數(shù)，再確定構(gòu)型和雜化方式；價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷其σ電子對(duì)和孤電子對(duì)數(shù)目；

解答： 解：（1）由圖可知B₂O₃與CaF₂和H₂SO₄反應(yīng)即生成BF₃，同時(shí)還應(yīng)該產(chǎn)生硫酸鈣和水，方程式為：B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄

加熱  .

2BF₃↑+3CaSO₄+3H₂O；B₂O₃與氨氣在高溫下反應(yīng)即生成BN，方程式為B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O，故答案為：B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄

加熱  .

2BF₃↑+3CaSO₄+3H₂O；B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O；
（2）氮原子核外電子數(shù)目為7，原子的電子排布式為1s²2s²2p³，同周期從左到右電負(fù)性依次增強(qiáng)，所以電負(fù)性N＞B；B第ⅢA族元素，為+3價(jià)；
故答案為：1s²2s²2p³；N；+3；
（3）BF₃分子的中心原子B原子上含有3個(gè)σ 鍵，中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=

1

2

（a-xb）=

1

2

（0-3×1）=0，所以BF₃分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上沒有孤對(duì)電子，所以其空間構(gòu)型就是平面三角形，鍵角是120°，BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-中B原子的價(jià)層電子對(duì)=4+

1

2

=4，該離子中不含孤電子對(duì)，為正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：120°；正四面體．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為全面，涉及到化學(xué)方程式的書寫、電子排布式、分子空間構(gòu)型，但解題具有較強(qiáng)的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)如何書寫電子排布式，如何判斷分子空間構(gòu)型等方法．