微专题十四 物质结构与性质综合题型研究(选考)
【知识网络】
(本专题对应学生用书第8492页)
【能力展示】
能力展示
1．(2011·新课标Ⅰ卷)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。
硼砂
H3BO3
B2O3
BN
BF3
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
式
为 ； B和N相比，电负性较大的是 ，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 ，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，B为 。
(4) 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 。 (5) 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361.5 pm，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，阿伏加德罗常数设为NA)。 〖
答
案
〗
(1)
B2O3+3CaF2+3H2SO4
2BF3↑+3CaSO4+3H2O
F4-的立体结构
B2O3+2NH32BN+3H2O
(2) 1s22s22p1 N +3 (3) 120° sp2 正四面体 (4) 共价键(或极性共价键) 分子间作用力
25?4-103(361.5?10)?NA (5) 4 4
〖解析〗(1) 由元素守恒可写出这两个反应的化学方程式：B2O3+3CaF2+3H2SO4
2BF3+3CaSO4+3H2O；B2O3+2NH3
2BN+3H2O。(2) B的
原子序数为5，其基态原子的电子排布式为1s22s22p1；B和N都属于第2周期元素，同周期自左至右元素的电负性逐渐增大，故电负性较大的是N；B属于ⅢA族元
1素，化合价为+3价。(3) 依据价层电子对互斥理论，计算出的孤对电子对数=2(a-1xb)=2(3-3×1)=0，所以BF3分子为平面正三角形结构，键角为120°，杂化方式为11Fsp2；B中心原子的孤对电子对数=2(a-xb)=2(4-4×1)=0，所以其结构为正四面
-4体。(4) B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据其结构与石墨相似，层与层之间应该靠分子间作用力结合。(5) 描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，
立方体内部还有4个碳原子，如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有
11的碳原子数=8×8+6×2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。
立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，故“每个BN分子”所占的体积为
(361.5?10-10cm)3?NA(361.5?10-10cm)344，1 mol BN分子的体积为，1 mol BN分子的
25?4(361.5?10-10cm)3?NA?ρ-103(361.5?10)?NA 4质量为=25 g，故立方氮化硼的密度是
g·cm-3。
2．(2012·新课标Ⅰ卷)ⅥA 族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多用途。请回答下列问题：
(1) 硫单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是 。
(2) 原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所消耗的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3) Se的原子序数为 ，其核外M层电子的排布式为 。 (4) H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为 ，S
2-O3
的立体构型为 。
(5) H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10-2，请根据结构和性质的关系解释：
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因： 。 ②H2SeO4因
。
比
H2SeO3
酸
性
强
的
原
：
(6) ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如右图所示，其晶胞边长为540.0
pm，密度为
g·cm-3(列式计算)，a位置S2―与b位置Zn2+之间的距离为 pm(列式表示)。 〖答案〗(1) sp3 (2) O>S>Se (3) 34 3s23p63d10 (4) 强 平面三角形 三角锥形
(5) ①第一步电离生成的氢离子抑制了第二步的电离 ②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，更容易电离出H+
4?(65?32)g?mol-16.02?1023mol-1-103(540.0?10cm)(6) =4.1
1352270109028'sin1-cos109028'或2或1353 〖解析〗(1) 硫原子最外层有6个电子，由S8结构可知一个硫原子与另外两个硫原子形成2个σ键，硫原子还余4个电子形成2对孤对电子，所以为sp3杂化。(2) 同一主族元素从上往下第一电离能逐渐减小。(3) Se属于第4周期ⅥA族元素，原子序数比S大18，M层电子已经排满，排布式为3s23p63d10。(4) H与Se形成的共价键键能小于H与S形成的共价键键能，所以H2Se比H2S容易电离，H2Se的酸性更强；Se原子孤对
6-2?3电子对数为2=0，σ键个数为3，所以Se原子为sp2杂化，无孤对电子，SeO3为6-2?3?22平面三角形；S原子孤对电子对数为=1，σ键个数为3，所以S原子为sp3杂
化，含有一对孤对电子，S
2-O3
为三角锥形。(6) 在此晶胞中Zn2+为4个、S2-为
118×8+2×6=4个，所以1 mol晶胞的质量为(65+32)×4=388 g，一个晶胞的质量为
388g?mol-1m-1036.02?1023mol-1，一个晶胞的体积为V=(540.0×10cm)，根据ρ=V即可计算；b点
(Zn2+)
【高考题型突破南方凤凰台】2016高考化学二轮复习配套：第十四单元物质结构与性质综合题型研究(选考)分析
