Question

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）写出由B₂O₃制备BF₃的化学方程式          ；

（2）基态N原子的轨道表示式为        ，BN中B元素的化合价为         ；

（3）在BF₃分子中，F-B-F的键角是        ，该分子为        （填“极性分子”或“非极性分子”），BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-的空间构型为        ；

（4）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似（如图所示），硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm（1pm=10^-10cm），立方氮化硼的密度是         g·cm^-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为N_A）。

（5）原子个数相同、最外层电子总数也相同的化合物是“等电子体”，等电子体的结构相似，B₃N₃H₆与苯是等电子体，被称为“无机苯”，请画出B₃N₃H₆的结构式         ，其二氯代物有         种。

Answer

（13分）（1）B2O3+3CaF2+3H2SO4 2BF3↑+3CaSO4+3H2O（2分）

（2）；+3（每个1分）

（3）1200；非极性分子；正四面体（每个1分）

（4）（2分）

（5）；4（每个2分）

【解析】

试题分析：（1）根据图示可知：B2O3与CaF2、浓硫酸在加热时发生反应制备BF3的化学方程式是B2O3+3CaF2+3H2SO4 2BF3↑+3CaSO4+3H2O。（2）N原子核外有7个电子，根据核外电子排布规律可得基态N原子的轨道表示式为。BN中由于N吸引电子能力强，所以B元素的化合价为+3价。（3）BF3是非极性分子，该分子是平面分子，在BF3分子中，F-B-F的键角是1200；，该分子为非极性分子，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的空间构型为正四面体；（4）根据晶胞结构可知，在一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子。密度是。（5）原子个数相同、最外层电子总数也相同的化合物是“等电子体”，等电子体的结构相似，B3N3H6与苯是等电子体，被称为“无机苯”，B3N3H6的结构式是，其二氯代物可能在相邻的N、B原子上、相间的两个B原子上或相间的两个N原子上、相对的两个B、N原子上这四种物质。

考点：考查氮化硼的有关知识。