Question

硼化合物種類豐富，用途廣泛．結(jié)合下列信息回答問題：

Ⅰ、硼酸能夠吸收中子，屏蔽核輻射．其水溶液呈弱酸性，機(jī)理是：硼酸與水作用時(shí)，硼原子與水電離產(chǎn)生的OH^-以配位鍵結(jié)合形成Y^-離子，導(dǎo)致溶液中C（H⁺）＞c（ OH^-）．硼酸晶體具有層狀結(jié)構(gòu)，每一層結(jié)構(gòu)如圖1所示．
（1）硼酸晶體屬于

 

（填“離子晶體”、“分子晶體”或“原子晶體”）．
（2）硼酸晶體中，微粒間的存在的作用力有

 

．
A．金屬件  B．共價(jià)鍵  C．離子鍵   D..配位鍵  E．氫鍵  F．范德華力
（3）三氟化硼（BF₃）水解生成硼酸和氟硼酸（H[BF₄]），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．
（4）下列關(guān)于硼酸的說法正確的是

 

．
A．H₃BO₃是一元酸
B．其水溶液中，水的電離平衡受到抑制
C．晶體中有氫鍵，因此硼酸分子較穩(wěn)定
D．分子中B與O原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
E．1mol H₃BO₃晶體中含有3mol氫鍵
Ⅱ、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K時(shí)呈超導(dǎo)性，在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼相間排列．圖a是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿Z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖2中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上．
（5）根據(jù)圖示確定硼化鎂的化學(xué)式為

 

．
Ⅲ、氨硼烷（NBH₆）是一種有效、安全的固體儲氫材料．氨硼烷的結(jié)構(gòu)如圖b和乙烷相似．
（6）氨硼烷分子與硼酸分子中硼原子的雜化軌道類型分別為

 

和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：Ⅰ、（1）硼酸為白色結(jié)晶性粉末，屬于分子晶體，分子式為：H₃BO₃；
（2）化學(xué)鍵是指分子內(nèi)或晶體內(nèi)相鄰兩個(gè)或多個(gè)原子（或離子）間強(qiáng)烈的相互作用；
（3）根據(jù)題干信息：反應(yīng)物為三氟化硼和水，生成物為硼酸和氟硼酸（H[BF₄]），據(jù)此書寫方程式；
（4）A．硼酸中B原子屬于缺電子原子，1個(gè)H₃BO₃可以結(jié)合1個(gè)水分子電離出的氫氧根，生成一個(gè)氫離子；
B．硼酸中B原子屬于缺電子原子，H₃BO₃可以結(jié)合水電離出的氫氧根顯酸性；
C．分子的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān)；
D．由結(jié)構(gòu)可知，硼原子最外層只有3個(gè)電子，與氧原子形成3對共用電子對；
E．由結(jié)構(gòu)可知，一個(gè)H₃BO₃分子對應(yīng)著6個(gè)氫鍵，一個(gè)氫鍵對應(yīng)著2個(gè)H₃BO₃分子；
Ⅱ、（5）1個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用，1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用，可以計(jì)算硼原子和鎂元自得個(gè)數(shù)之比
Ⅲ、（6）氨硼烷的結(jié)構(gòu)和乙烷相似，NH₃-BH₃，硼原子最外層只有3個(gè)電子，與H、N形成四對共用電子對，硼酸[B（OH）₃]分子中，氧原子形成3對共用電子對，價(jià)層電子對為3，雜化軌道數(shù)為3；根據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)以及成鍵元素確定雜化類型．

解答： 解：Ⅰ、（l）硼酸晶體中存在H₃BO₃分子，因此，是分子晶體，故答案為：分子晶體；
（2）在硼酸[B（OH）₃]分子中，硼原子與氧原子形成共價(jià)健、羥基中氫原子和氧原子間形成共價(jià)鍵，硼酸分子與硼酸分子間形成氫鍵、范德華力，
故答案為：B、E、F；
（3）三氟化硼（BF₃）水解生成硼酸和氟硼酸（H[BF₄]），反應(yīng)方程式為4BF₃+3H₂O?3H[BF₄]+H₃BO₃，
故答案為：4BF₃+3H₂O?3H[BF₄]+H₃BO₃；
（4）A．硼酸中B原子屬于缺電子原子，在水溶液中可以結(jié)合水電離出的氫氧根，B（OH）₃+H₂O=B（OH）₄^-+H⁺顯酸性，所以為一元酸，故A正確；
B．硼酸中B原子屬于缺電子原子，所以水溶液中可以結(jié)合水電離出的氫氧根，破壞水的電離平衡而使溶液顯酸性，促進(jìn)水的電離，故B錯誤；
C．分子的穩(wěn)定性與分子內(nèi)的B-O、H-O共價(jià)鍵有關(guān)，熔沸點(diǎn)與氫鍵有關(guān)，故C錯誤；
D．硼原子最外層只有3個(gè)電子，與氧原子形成3對共用電子對，因此B原子不是8e^-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D錯誤；
E．一個(gè)H₃BO₃分子對應(yīng)著6個(gè)氫鍵，一個(gè)氫鍵對應(yīng)著2個(gè)H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶體中有3mol氫鍵，故E正確；
故答案為：A、E；
Ⅱ、（5）根據(jù)投影可知，1個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用，故屬于一個(gè)Mg原子的B原子為

1

3

；1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用，故用于一個(gè)B原子的Mg原子為

1

6

，由此可知Mg：N（Mg）：N（B）N=

1

6

：

1

3

=1：2，故硼化鎂的化學(xué)式為MgB₂，
故答案為：MgB₂；
Ⅲ、（6）氨硼烷分子中氮原子、硼原子有三個(gè)單電子，它們的雜化軌道類型分別為sp³、sp³，在硼酸[B（OH）₃]分子中，硼原子最外層只有3個(gè)電子，與氧原子形成3對共用電子對，價(jià)層電子對為3，雜化軌道數(shù)為3，雜化類型為sp²，
故答案為：sp³；sp²．

點(diǎn)評：本題考查了晶體類型的判斷、影響分子穩(wěn)定性的因素、原子的雜化方式等知識點(diǎn)，題目難度較大，綜合性強(qiáng)，注意分子的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān)，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)與氫鍵有關(guān)．注意掌握雜化的理論應(yīng)用．