Question

硼元素在化學中有很重要的地位，硼及其化合物廣泛應用于永磁材料、超導材料、富燃料材料、復合材料等高新材料領(lǐng)域．
（1）三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強刺激性的無色有毒腐蝕性氣體，其分子的立體構(gòu)型為

 

，B原子的雜化類型為

 

．
（2）磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護層．圖1是磷化硼晶體的晶胞示意圖，則磷化硼的化學式為

 

，該晶體的晶體類型是

 

．

（3）硼酸（H₃B0₃）是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的H₃B0₃分子間通過氫鍵相連（如圖2）．
①硼酸分子中B最外層有

 

個電子，1molH₃B0₃的晶體中有

 

 mol氫鍵．
②硼酸溶于水生成弱電解質(zhì)一水合硼酸B（OH）₃?H₂ O，它電離生成少量[B（OH）₄]^一和H⁺，則硼酸為

 

 元酸，[B（OH）₄]^一含有的化學鍵類型為

 

．
（4）H₃P0₄的K₁、K₂、K₃分別為7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13，硝酸完全電離，而亞硝酸K=5.1×10^-4，請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋：
①H₃P0₄的K₁遠大于K₂的原因

 

； ②硝酸比亞硝酸酸性強的原因

 

．
（5）NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體類似，其晶胞的棱長為a cm，則該晶體中距離最近的兩個陽離子核間的距離為

 

（用含有a的代數(shù)式表示）．在一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”（如圖3），可以認為氧離子作密致單層排列，鎳離子填充其中，列式并計算每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為

 

g（氧離子的半徑為1.40×10^-10m，

3

≈1.732）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)的相互關(guān)系應用,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）首先判斷中心原子形成的δ鍵數(shù)目，然后判斷孤對電子數(shù)目，以此判斷雜化類型，結(jié)合價層電子對互斥模型可判斷分子的空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)磷化硼的晶體結(jié)構(gòu)解答；
（3）①利用均攤法計算含1molH₃BO₃的晶體中的氫鍵；
②根據(jù)[B（OH）₄]^-微粒間的作用力判斷化學鍵的類型；
（4）含有相同的離子能抑制弱電解質(zhì)的電離，硝酸與亞硝酸相比，存在一個N對O的配位鍵，因為這個配位鍵，使得N顯更強的正電性，對羥基中H-O鍵的電子云的拉力更大，即極性更大，H更容易以質(zhì)子的形式離去；
（5）根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

1

2

a，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，根據(jù)圖片知，每個氧化鎳所占的面積=1.40×10^-10m×1.40×10^-10m×sin60°，每個氧化鎳的質(zhì)量=

74.7

NA

g，每個氧化鎳的質(zhì)量乘以每平方米含有的氧化鎳個數(shù)就是每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量．

解答： 解：（1）BF₃中B原子形成3個δ鍵，孤對電子數(shù)為

3-3×1

2

=0，則BF₃中B原子的價層電子對個數(shù)=3+0=3，且不含孤電子對，所以空間構(gòu)型是平面三角形，中心原子是以sp²雜化，
故答案為：平面三角形；sp²；
（2）由圖可知，B原子在頂點上和面心上，則B原子數(shù)為

1

8

×8+

1

2

×6=4，4個P原子在晶胞內(nèi)部全部屬于該晶胞，則磷化硼的化學式為BP，微粒間存在的作用力為共價鍵，磷化硼晶體是以共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于原子晶體；
故答案為：BP；原子晶體；
（3）①B原子最外層有3個電子，每個B原子形成3個共價鍵，所以硼酸分子中B最外層有6個電子；一個H₃BO₃分子對應著6個氫鍵，一個氫鍵對應著2個H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶體中有3mol氫鍵，
故答案為：6；3；
②硼酸溶于水生成弱電解質(zhì)一水合硼酸B（OH）₃?H₂O，它電離生成少量[B（OH）₄]^-和H⁺離子，則硼酸能電離出一個氫原子，所以硼酸屬于一元酸；[B（OH）₄]^-含有的化學鍵類型為共價鍵、配位鍵，
故答案為：一；共價鍵、配位鍵；
（4）①磷酸能分步電離，第一步電離出的氫離子抑制了第二步電離，所以H₃PO₄的K₁遠大于K₂，
故答案為：第一步電離出的氫離子抑制第二步的電離；
②硝酸中N呈+5價，N-O-H中O的電子更向N偏移，導致其越易電離出氫離子，則酸性較大，
故答案為：硝酸中N呈正5價，N-O-H中O的電子更向N偏移，容易離出氫離子；
（5）根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

1

2

a，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，所以其距離是

2

2

acm；根據(jù)圖片知，每個氧化鎳所占的面積=1.40×10^-10m×1.40×10^-10m×sin60°，
則每平方米含有的氧化鎳個數(shù)=

1

1.40×10-10m×1.40×10-10m×sin60°

，
每個氧化鎳的質(zhì)量=

74.7

NA

g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=

74.7

NA

×

1

1.40×10-10m×1.40×10-10m×sin60°

=1.83×10^-3g；
故答案為：

2

2

a；1.83×10^-3．

點評：本題考查較為綜合，題目難度中等，涉及晶胞的計算、雜化類型的判斷、氫鍵等知識點，對學生的空間想象有一定要求，側(cè)重考查學生對知識的遷移應用．注意信息的理解和綜合應用．