Question

（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。

Answer

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3NA。