题目

题型：不详难度：来源：

（15分）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
（1）由B₂O₃制备BF₃、BN的化学方程式依次是                                   ；
                                      ；
（2）基态B原子的电子排布图为              ； BN中B元素的化合价为        ；
（3）在BF₃分子中，F—B—F的键角是          ，B原子的杂化轨道类型为          ；
（4）已知： BF₃ + NaF（过量）= NaBF₄；化合物NaBF₄含有的化学键类型为                              ；BF₄^－中F—B—F的键角是               ，B原子的杂化轨道类型为              ，BF₄^－的立体构型为             ；
（5）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的相互作用为          ，层间作用力为          。含1 mol BN的六方氮化硼晶体中含B-N的个数为       N_A。

答案

1）（4分）B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄ 2BF₃↑+3CaSO₄ +3H₂O ；
B₂O₃+2NH₃2BN+3H₂O；
（2）（2分）   ； +3 
（3）（2分）120⁰  ， sp²；
（4）（4分）离子键、极性共价键、配位键 ；  109⁰28^，  ， sp³       ，正四面体；
（5）（3 分） 极性共价键  ，范德华力 ； 3。

解析

（1）根据反应物和生成物可知，方程式分别是
B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄ 2BF₃↑+3CaSO₄ +3H₂O、B₂O₃+2NH₃2BN+3H₂O。
（2）根据构造原理可写出基态B原子的电子排布图。氮元素是第ⅤA，最低价是－3价，所以B元素的化合价是＋3价。
（3）在BF₃分子中，中心原子B原子没有孤对电子，所以其结构是平面三角形，键角是120°。其中B原子的杂化轨道类型为sp2杂化。
（4）化合物NaBF₄属于钠盐，因此含有的的化学键类型为离子键和极性键。由于氟原子含有孤对电子，所以还含有配位键。同样中心原子B原子没有孤对电子，所以其结构是正四面体形，键角是109⁰28^，， B原子是sp³杂化。
（5）层内B原子与N原子之间的相互作用为极性键，而层与层之间是分子间作用力。因为B原子能形成3个B－N键，所以含1 mol BN的六方氮化硼晶体中含B-N的个数为3N_A。