Question

【題目】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，經過一系列反應可以得到BF3和BN，如下圖所示:

請回答下列問題:

（1）由B2O3制備BN的化學方程式是___________.

（2）基態B原子的電子排布式為___________;B和N相比，電負性較大的是_________,B元素的化合價為_________;

（3）在BF3分子中，F-B-F的鍵角是______，B原子的雜化軌道類型為________,BF3和過量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立體結構為_________;

（4）在與石墨結構相似的六方氮化硼晶體中，層內B原子與N原子之間的化學鍵為________,層間作用力為_________;

（5）六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為361.5pm,立方氮化硼的密度是_____________g/cm3(只要求列算式，不必計算出數值，阿伏伽德羅常數為NA)

Answer 1

【答案】 B2O3+2NH3 2BN+3H2O 1s22s22p1 N +3 120° sp2 正四面體 共價鍵(極性鍵) 分子間作用力 25×4/[(361.5x10-10)3×NA]

【解析】（1）反應為非氧化還原反應，反應的方程式為：B2O3+2NH3 2BN+3H2O；正確答案：B2O3+2NH3 2BN+3H2O 。

（2）B的原子序數為5，其電子排布式為；B與N均為同周期非金屬元素，且 N非金屬性強于B，因此N電負性較大，則N應顯-3價，B顯+3價；正確答案：1s22s22p1 ；N ；+3 。

（3）在BF3分子中，B為雜化， F-B-F的鍵角是120°；中B采用雜化，其空間構型為正四面體；正確答案：120°；sp2 ； 正四面體。

（4）石墨同層C原子間以共價鍵連接，各層間以分子間作用力（范德華力）結合；氮化硼晶體與石墨的結構結構類似，因此，層內B原子與N原子之間的化學鍵為（非極性）共價鍵，層間作用力為分子間作用力；正確答案：共價鍵(極性鍵) ； 分子間作用力。

（5）金剛石立方晶胞中有8個C原子，又立方氮化硼結構與金剛石相似，所以立方氮化硼中總原子數為8，另原子數之比為1:1，則原子各為4個；立方氮化硼晶胞邊長為361.5pm，N原子質量為14g/mol，B原子質量為11g/mol，則所求密度=（4×14+4×11）/(361.5×10-10)3×NA=25×4/[(361.5×10-10)3×NA]；正確答案：25×4/[(361.5×10-10)3×NA]。