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）由B₂O₃制备BF₃、BN的化学方程式依次是                              
                                            
（2）在BF₃分子中，F-B-F的键角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^—的立体结构为_______；
（3）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；
(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，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______个氮原子、________个硼原子，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，阿伏伽德罗常数为N_A）。

Answer 1

（1）B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄D 2BF₃+3CaSO₄+3H₂O    B₂O₃+2NH₃高温2BN+3H₂O
（2） 120°    sp²   正四面体   （3）共价键(极性共价键)   分子间力
(4)4   4  

试题分析：（1）由B₂O₃制备BF₃、BN的化学方程式依次是B₂O₃+3CaF₂+3H₂SO₄D 2BF₃+3CaSO₄+3H₂O 、  B₂O₃+2NH₃高温2BN+3H₂O；（2）在BF₃分子中，中B原子为sp²杂化，其空间构型为平面三角形，B位于三角形的中央，故其键角为120°；BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，此时B为sp³杂化，故BF₄^—的立体结构为正四面体；(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，金刚石为正四面体，硬度与金刚石相当，则该晶体为原子晶体，晶胞边长为361.5pm，所以立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子，含有4个硼原子，立方氮化硼晶胞中含有4BN，B的相对原子质量为11，而N的相对原子质量为14，所以立方氮化硼的密度是：.
点评：本题考查了化学反应方程式的书写、杂化理论、化学键、晶胞的计算，该题的综合性好，本题难度中等。