## 31.化学-物质结构与性质(13分) 氮化硼(BN)…——2014 高考化学第 31 题答案解析

2014_省自主命题(福建)

2014 福建 第 31 题 解答题 区分题
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31.化学-物质结构与性质(13分)

氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如右图所示。


六方相氮化硼


立方相氮化硼
氮原子

●硼原子

(1)基态硼原子的电子排布式为

(2)关于这两种晶体的说法,正确的是 (填序号)。

a.立方相氮化硼含有σ 键和π键,所以硬度大 b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软c.两种晶体中的B-N键均为共价键 d.两种晶体均为分子晶体

(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为,其结构与石墨相 似却不导电,原因是

(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为。该晶体的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是

⑤ $\mathrm { N H _ { 4 } B F _ { 4 } ( }$ (氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。 $\mathrm { 1 m o N H _ { 4 } B F _ { 4 } }$ 含有 mol配位键。【答案】

> (3) 平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子

高温、高压

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【解析】认真观察六方相和立方相氮化硼两种晶体的空间结构,结合熟悉的石墨、金刚石结构进行分析。

(1)硼的原子序数为5,故其基态硼原子的电子排布式为 $1 { \tt s } ^ { 2 } 2 { \tt s } ^ { 2 } 2 { \tt p } ^ { 1 }$

> ②a项立方相氮化硼只含有σ键,错误;b项六方相氮化硼层间存在分子间作用力,该作用力小(同石墨,质地软,正确;c项两种晶体中的B一N键均为共价键,正确;d项立方相氮化硼属于原子晶体,错误。

(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻3个氮原子形成3个σ键,无孤对电子,其构成的空间构型为平面三角形;其结构与石墨相似,但六方相氮化硼晶体的层状结构中没有自动移动的电子故不导电。

(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子与相邻4个氮原子形成4个σ键(其中有1个配位键),故硼原子的杂化轨道类型为sp³;根据“含立方相氮化晶体的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳(在高温、高压环境下中被发现”,可推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件是“高温、高压”。

$\mathrm { N H } _ { 4 } \mathbb { B } \mathbb { F } _ { 4 }$ (氟硼酸铵)含有NH、BF离子,1个NH离子中含有1个配位键,1个BFZ离子中也含有1个配位键,故1moNH4BF₄含有2mol配位键。

【命题意图】考查物质结构与性质,具体考查硼原子的基态电子排布式、晶体类型、微粒的空间构型、中心原子的杂化方式、配位键等,这些都是选修三中的核心知识,虽然材料新但难度不大,重点考查学生对知识的掌握和应用的能力。

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