考點:原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,化學方程式的書寫,元素電離能、電負性的含義及應用,鍵能、鍵長、鍵角及其應用,“等電子原理”的應用
專題:
分析:(1)原子數相同,電子總數相同的分子,互稱為等電子體;
(2)根據3CH
4+2(HB=NH)
3+6H
2O→3CO
2+6H
3BNH
3,可以分析,
a.由CH
4變?yōu)镃O
2,碳原子雜化類型由sp
3轉化為sp,反應前后碳原子的軌道雜化類型已經改變,據此判斷;
b.CH
4分子中價層電子對=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對=4+
×(4-4×1)=4,且不含孤電子對,所以其空間構型是正四面體,H
2O中價層電子對個數=2+
×(6-2×1)=4,且含有2個孤電子對,所以H
2O的VSEPR模型為四面體,分子空間構型為V型,、CO
2分子中價層電子對=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對=2+
×(4-2×2)=2,所以二氧化碳是直線型結構,據此判斷;
c.同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素,這幾種元素都是第二周期元素,它們的族序數分別是:第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族,所以它們的第一電離能大小順序是I
1(N)>I
1(O)>I
1(C)>I
1(B),據此判斷;
d.B一般是形成3個鍵,(H
3BNH
3)由六元環(huán)狀化合物(HB=NH)
3通過3CH
4+2(HB=NH)
3+6H
2O→3CO
2+6H
3BNH
3制得,其中1個鍵是配位鍵,據此判斷;
(3)LiAlH
4和BF
3在一定條件下生成乙硼烷B
2H
6、LiF和AlF
3,根據原子守恒配平方程式;
(4)根據鍵能越大物質越穩(wěn)定,可以解釋相關問題;
(5)有1個O連著一個B,剩余的兩個O分別連著2個B,說明有一個O完全屬于B,剩下的兩個O,B只占有O的
;硼砂晶體中陰離子[B
4O
5(OH)
4]
2-中一半sp
3雜化形成BO
4四面體;另一種是sp
2雜化形成BO
3平面三角形結構.
解答:
解:(1)原子數相同,電子總數相同的分子,互稱為等電子體,與(HB=NH)
3互為等電子體的分子為C
6H
6,故答案為:C
6H
6;
(2)3CH
4+2(HB=NH)
3+6H
2O→3CO
2+6H
3BNH
3,
a.由CH
4變?yōu)镃O
2,碳原子雜化類型由sp
3轉化為sp,反應前后碳原子的軌道雜化類型已經改變,故a錯誤;
b.CH
4分子中價層電子對=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對=4+
×(4-4×1)=4,且不含孤電子對,所以其空間構型是正四面體,H
2O中價層電子對個數=2+
×(6-2×1)=4,且含有2個孤電子對,所以H
2O的VSEPR模型為四面體,分子空間構型為V型,、CO
2分子中價層電子對=σ 鍵電子對+中心原子上的孤電子對=2+
×(4-2×2)=2,所以二氧化碳是直線型結構,故b正確;
c.同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素,這幾種元素都是第二周期元素,它們的族序數分別是:第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族,所以它們的第一電離能大小順序是I
1(N)>I
1(O)>I
1(C)>I
1(B),故c正確;
d.B一般是形成3個鍵,(H
3BNH
3)由六元環(huán)狀化合物(HB=NH)
3通過3CH
4+2(HB=NH)
3+6H
2O→3CO
2+6H
3BNH
3制得,其中1個鍵是配位鍵,故d正確;
故答案為:a;
(3)LiAlH
4和BF
3在一定條件下生成乙硼烷B
2H
6、LiF和AlF
3,根據原子守恒配平方程式為:3LiAlH
4+4BF
32B
2H
6+3LiF+3AlF
3,故答案為:3LiAlH
4+4BF
32B
2H
6+3LiF+3AlF
3;
(4)因為B-O鍵鍵能大于B-B鍵和B-H鍵,所以更易形成穩(wěn)定性更強的B-O鍵,根據鍵能越大物質越穩(wěn)定,可知自然界中不存在硼單質,硼氫化物也很少,主要是含氧化物,故答案為:B-O鍵鍵能大于B-B鍵和B-H鍵,所以更易形成穩(wěn)定性更強的B-O鍵;
(5)圖(a)是一種鏈狀結構的多硼酸根,從圖可看出,每個BO
32-單元,都有一個B,有一個O完全屬于這個單元,剩余的2個O分別為2個BO
32-單元共用,所以B:O=1:(1+2×
)=1:2,化學式為:BO
2-,從圖(b)是硼砂晶體中陰離子的環(huán)狀結構可看出,[B
4O
5(OH)
4]
2-一半sp
3雜化形成兩個四配位BO
4四面體;另一半是sp
2雜化形成兩個三配位BO
3平面三角形結構,故答案為:BO
2-;sp
2、sp
3.
點評:本題考查了物質結構及其性質,涉及原子雜化方式的判斷、配合物的成鍵情況、元素周期律、晶胞的計算等知識點,題目綜合性較強,注意根據價層電子對互斥理論、構造原理等知識來分析解答,題目難度中等.