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    12．硼（B）及其化合物在化学中有重要的地位．请回答下列问题：
    （1）BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为sp2和sp3．第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有3种．
    （2）硼酸（H3BO3）是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连（如图1）．则1mol H3BO3的晶体中有3mol氢键．
    （3）B3N3H6可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料．写出它的一种等电子体物质的分子式C6H6．

    （4）金刚石的晶胞如图2．立方氮化硼的结构与金刚石相似，已知晶胞边长为361.5pm，则立方氮化硼的密度是$\frac{4×25}{（361.5×1{0}^{-10}）^{3}×{N}_{A}}$g•cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数用NA表示）．

    分析 （1）BCl3中价层电子对数为3+$\frac{3-1×3}{2}$=3；NCl3中价层电子对数为3+$\frac{5-1×3}{2}$=4；
    同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但ⅡA族、VA族分别为全满、半满的稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；
    （2）由题图1可知，每个H3BO3分子形成6个氢键，每个氢键为2个H3BO3分子共用；
    （3）原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，1个硼原子和1个氮原子相当于2个碳原子；
    （4）金刚石晶胞中碳原子处在立方体的8个顶点，6个面心，体内有4个，金刚石晶胞中碳原子数目为4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，由BN的化学式可推知，晶胞结构与金刚石相似，一个晶胞中各含有4个硼原子、4个氮原子，进而计算氮化硼晶胞质量，根据密度=质量÷体积计算氮化硼的密度．

    解答 解：（1）BCl3中价层电子对数为3+$\frac{3-1×3}{2}$=3，硼原子为sp2杂化，NCl3中价层电子对数为3+$\frac{5-1×3}{2}$=4，氮原子为sp3杂化，
    同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但是由于氮原子的2p轨道处于半充满状态，较稳定，其第一电离能比氧的大，铍原子的2s轨道处于全满状态，铍的第一电离能比硼的大，所以第一电离能介于硼和氮之间的第2周期元素有铍、碳、氧3种，
    故答案为：sp2；sp3；3；
    （2）由题图1可知，每个H3BO3分子形成6个氢键，每个氢键为2个H3BO3分子共用，则1mol H3BO3的晶体中有3mol氢键，
    故答案为：3；
    （3）原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，1个硼原子和1个氮原子相当于2个碳原子，故B3N3H6的一种等电子体物质的分子式为：C6H6，
    故答案为：C6H6；
    （4）金刚石晶胞中C原子处在立方体的8个顶点，6个面心，体内有4个，金刚石晶胞中碳原子数目为：4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8，BN的化学式可推知，晶胞结构与金刚石相似，一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子，晶胞质量为4×$\frac{25}{{N}_{A}}$g，晶胞的体积是（361.5×10-10）3cm3，故立方氮化硼的密度=4×$\frac{25}{{N}_{A}}$g÷（361.5×10-10）3cm3=$\frac{4×25}{（361.5×1{0}^{-10}）^{3}×{N}_{A}}$g•cm-3，
    故答案为：$\frac{4×25}{（361.5×1{0}^{-10}）^{3}×{N}_{A}}$．

    点评 本题是对物质结构的考查，涉及杂化方式、电离能、氢键、等电子体、晶胞计算等，属于拼合型题目，需要学生具备扎实的基础与知识迁移运用能力，注意熟记中学常见晶胞结构，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    12．除去铁粉中的少量铝粉，可以选用下列哪种溶液（　　）
    A．盐酸B．硝酸C．硫酸D．氢氧化钠溶液

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    3．甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455  kJ•mol-1，甲醚可作燃料电池的燃料．
    （1）写出甲醚燃烧的热化学方程式CH3OCH3（g）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H1=-1455kJ/mol；已知H2（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8kJ•mol-1、393.5kJ•mol-1；计算反应4C（s）+6H2（g）+O2（g）═2CH3OCH3（g）的反应热为△H=-378.8kJ/mol；
    （2）工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2（g）+2CO2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H＜0
    ①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应达到化学平衡状态的是ad（选填编号，注意大小写）
    a．c（H2）与c（H2O）的比值保持不变
    b．单位时间内有2mol H2消耗时，有1mol H2O生成
    c．容器中气体密度不再改变
    d．容器中气体压强不再改变
    ②温度升高，该化学平衡移动后，达到新的平衡，CH3OCH3的产率将变小（填“变大”、“变小”或“不变”，下同）
    （3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池的负极反应式的其中一个产物是CO32-，请写出该反应的负极反应式CH3OCH3+16OH-12e-=2CO2-3+11H2O；
    （4）用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500mL NaCl溶液，装置如图所示，请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象是Y电极附近溶液中有气体产生，上部分呈黄绿色；当燃料电池消耗2.8LO2（标准状况下）时，计算此时：NaCl溶液的pH=14（假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    20．化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用．
    （1）高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7，其中$\frac{1}{3}$的Cu以罕见的Cu3+形式存在．Cu在元素周期表中的位置为第四周期第ⅠB族，基态Cu3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8．
    （2）磁性材料在生活和科学技术中应用广泛．研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性．下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为B（填选项字母）．
    A．V2O5    B．CrO2    C．PbO    D．ZnO
    （3）屠呦呦因在抗疟药--青蒿素研究中的杰出贡献，成为首获科学类诺贝尔奖的中国人．青蒿素的结构简式如图1所示，其组成元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H；碳原子的杂化方式为sp2、sp3．
    （4）“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源，由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示．
    ①“可燃冰”中分子间存在的作用力为氢键、范德华力．
    ②H2O的VSEPR模型为四面体形
    比较键角的大小：H2O＜CH4（填“＞”“＜”或“=”），原因为甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小

    （5）锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景．该电池负极材料为石墨，石墨为层状结构（如图3），其晶胞结构如图4所示，该晶胞中有4个碳原子．已知石墨的层间距为apm，C-C键长为b pm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则石墨晶体的密度为$\frac{16×1{0}^{30}}{\sqrt{3}a{b}^{2}{N}_{A}}$g•cm-3（列出计算式）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．X、Y、Z、R、M是原子序数依次增大五种元素，基态X原子的s电子数比p电子数多3个，在周期表中Y与Z相邻且第一电离能Y＞Z，Z、R同主族，M核外电子有29种运动状态，请回答下列问题：
    （1）基态M2+的电子排布式为[Ar]3d9，X、Y、Z、M的电负性由大到小的顺序为O＞N＞B＞Cu．
    （2）化合物XCl3的中心原子杂化类型为sp2；YCl3的立体构型为三角锥形，XCl3、YCl3分子中属于非极性分子的是BCl3．
    （3）H2Z、H2Z2、H2R的沸点分别为100℃、158℃，-60.4℃，试解释此种现象H2O2、H2O分子间可以形成氢键，H2O2相对分子质量最大，H2S分子间不能形成氢键．
    （4）H2RO3的K1和K2分别为1.54×10-2和1.02×10-7，熔融化状态下RO3不能导电而Na2O能导电，请根据结构与性质的关系解释下列问题：
    ①K1＞K2：SO32-与H+间的结合能力强于HSO3-与H+间的结合能力，故H2SO3比HSO3-更易电离出离子，电离程度大，对应K值大．
    ②RO3不能导电而Na2O能导电：SO3是共价化合物，属于非电解质，而Na2O是离子化合物．
    （5）Z、M形成的一种化合物晶胞如图所示：（实心球代表M）
    ①该化合物的化学式为Cu2O．
    ②若晶胞参数为apm．列式计算该晶胞的密度=$\frac{288}{{a}^{3}{N}_{A}×1{0}^{-30}}$g•cm-3．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    17．现有H、C、B、0、N、Na、Cu等七种元素，可形成多种物质．2015年10月中国药学家屠呦呦因发现青蒿素（含H、C、O元素）而获得诺贝尔生理医学奖，青蒿素（ C15H22O5）的结构
    如图1所示．请回答下列问题：
    （1）组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是O＞C＞H
    （用元素符号表示），在基态O原子中，核外存在3对自
    旋相反的电子．
    （2）下列关于青蒿素的说法正确的是a（填序号）．
    a．青蒿素中既存在极性键又存在非极性键
    b．在青蒿素分子中，所有碳原子均处于同一平面
    c．图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其它原子成键
    （3）根据价层电子对互斥理论（VESPR）推测：N02-的立体构型为V型，CO32-的中心原子杂化类型为sp2．
    （4）C、N、O分别与H形成的CH4、NH3、H20沸点由高到底的顺序为H20＞NH3＞CH4
    （5）H、B、Na元素形成的NaBH4结构如图2所示，结构中存在的相互作用有离子键 和共价键．
    （6）Cu晶胞结构如图3所示．已知立方体的棱长为a pm，Cu晶体密度为b g．cm-3，则阿伏加德罗常数NA=$\frac{256×10{\;}^{30}}{{a}^{3}b}$（用含a、b的代数式表示，lpm=1xl0-12m）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    4．将3g下列各组内两种金属的混合物投入水中，若收集到0.1g氢气，则此种混合物不可能是（　　）
    A．Li和NaB．Rb和CaC．Na和CuD．K和Na

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．下列实验的解释或结论不正确的是（　　）
    选项实验解释或结论
    A向某溶液中加入NaOH并微热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体原溶液中一定存在NH4+
    B铜粉不能溶于冷的浓硫酸铜在冷的浓硫酸中发生钝化
    C往溴水中通入SO2，溶液褪色SO2具有还原性
    D向FeCl2溶液中通入Cl2，溶液由浅绿色变为黄色Cl2的氧化性比FeCl3的强
    A．AB．BC．CD．D

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    2．化学与生产、生活、社会密切相关．下列有关说法中不正确的是（　　）
    A．石油裂解、煤的气化、海水制镁等过程中都包含化学变化
    B．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源
    C．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强酸、强碱都会“断路”
    D．硬脂酸甘油酯在碱性条件下的水解属于皂化反应，乙酸乙酯在碱性条件下的水解不属于皂化反应

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