问题 填空题

硼的化学丰富多彩,也是材料化学研究的热点之一。

⑴ 最近美国Rice University的教授Boris Yakobson与其同事预测

了一种硼巴基球(Bn,如图所示)的存在,这种分子组成与C60相似,

但在它每个六边形的中心有一个额外的原子,显著提高了其稳定性。

则n="_______"

⑵ 硼是制造超硬材料的元素之一。提高材料的硬度有两种方法,一是制造具有类似金刚石结构的物质,如立方BM,若M为第三周期的元素,则 M为_______(填元素符号),二是寻找“不可压缩性的”的金属,这类金属具有高密度,低硬度的特点,它们和硼的化合物有异乎寻常的硬度,最近《Science》杂志报道合成了一种可与金刚石相媲美的超硬材料XB2,X是第VIIB族元素,则X为______(填元素名称)

⑶ 氮化硼纳米管是一种具有优异性能的材料,于1995年美国加州大学的教授首次合成。该材料可由高温热解法制得,用N2将由(NH42SO4与NaBH4反应生成的物质A带入含Co、Ni催化剂的硅晶基片上,加热到1000-1100℃反应生成,已知A为苯的等电子体,写出两步反应的方程式

答案

⑴80  (2分)

⑵P  , 铼  (2分,各1分)

⑶3(NH42SO4+ 6 NaBH4 ="=" 2B3N3H6 + 3Na2SO4 + 18 H2 

B3N3H6 ="=" 3BN + 3H2  (2分,各1分)

⑴ C60是个32面体,其中有12个正五边形,20个正六边形。根据题意,硼巴基球与C60相似,但是在每个正六边形中存在一个B原子,所以铼共有80个 B原子,化学式为B80,即n=80。

⑵ M应为第三周期第ⅤA元素,根据等电子原理,M应为磷元素。X是ⅦB元素,该族元共有Mn、Tc、Re、Sg四种元素,其中Sg有放射性,不考虑。根据题意,该材料具有“高密度,低硬度”,根据同族元素性质递变规律,可以断定该金属元素是铼。

⑶ A是苯的等电子体,结合题意,可以推断出A为B3N3H6,该产物既不是氧化产物,也不是还原产物;根据NaBH4具有较强还原性的特点,产物中还有H2生成,它既是氧化产物,也是还原产物;另一种产物为Na2SO4。利用氧化还原反应配平方法,配平该化学反应方程式,如下:

3(NH42SO4+ 6 NaBH4 ="=" 2B3N3H6 + 3Na2SO4 + 18 H2

A分解形成BN,利用原子守恒关系,可以判断出产物中一定还有H2,然后配平化学反应方程式。

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