问题 填空题

氯化硼(BN)晶体是一种新型无机合成材料。用硼砂(Na2B4O7)和尿素反应可以得到氮化硼:Na2B4O7+ 2CO(NH2)2=4BN+Na2O +4H2O+2CO2↑,根据要求回答下列问题:

(1)组成反应物的所有元素中,第一电离能最大的是___________________。

(2)尿素分子()中键与键数目之比为__________;尿素分子中处于同一平面的原子最多有_______个。

(3)尿素分子一定条件下形成六角形“超分子”(结构如图)。“超分子”中尿素分子间主要通过什么作用力结合。答:________________(填1种)。

(4)图示“超分子”的纵轴方向有一“通道”。直链烷烃分子刚好能进人通道,并形成“超分子”的包台物;支链烷烃因含有测链,空间体积较大而无法进入“通道”。利用这一性质可以实现直链烷烃和支链烷烃的分离。

①直链烷烃分子能进人通道时,通过什么作用力与“超分子”结合,从而形成 “超分子”包合物?答:___________________。

②下列物质可以通过尿素“超分子”进行分离的是____________。

A.乙烷和丁烷    B.丁烷和异丁烷    C.异戊烷和新戊烷    D氯化钠和氯化钾

(5)BN晶体有a、B两种类型,且a—BN结构与石墨相似、B—BN结构与金刚石相似。

①a一BN晶体中N原子杂化方式是____________________;

②B—BN晶体中,每个硼原予形成________个共价键。这些共价键中,有________个为配位键。

答案

(1)N(2分)

(2)1︰7(2分)   6(2分)

(3)氢键(2分)

(4)①范德华力(1分) ②B(1分)

(5)①sp2(1分)   ②4    1(各1分,共2分)

题目分析:(1)组成反应物的所有元素Na、B、O、C、N、H,非金属性越强第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以氮元素的第一电离能大于氧元素的,即组成反应物的所有元素中,第一电离能最大的是N。

(2)单键都是键,双键是由1个键和1个键构成的,所以根据尿素分子的结构简式可知,分子中键与键数目之比为1︰7;由于碳氧双键是平面形结构,2个氮原子位于这个平面上。由于氨气是三角锥形结构,因此氨基中的2个氢原子最多有1个位于这个平面上,因此尿素分子中处于同一平面的原子最多有6个。

(3)尿素形成的晶体是分子晶体,而氧元素与氮元素均能形成氢键,所以“超分子”中尿素分子间主要通过氢键作用力结合。

(4)①烷烃形成的晶体类型是分子晶体,因此通过分子间作用力即范德华力与“超分子”结合,从而形成 “超分子”包合物。

②关节炎题意可知,可以实现直链烷烃和支链烷烃的分离,而乙烷和丁烷都不带支链,异戊烷和新戊烷均带支链,氯化钠和氯化钾不是烷烃,因此不能实现分离,丁烷和异丁烷分别是直链烷烃和支链烷烃,可以实现分离,答案选B。

(5)①a—BN结构与石墨相似,而石墨是层状结构,碳原子是sp2杂化,所以a一BN晶体中N原子杂化方式是sp2杂化。

②B—BN结构与金刚石相似,金刚石中每个碳原子形成4个共价键,所以B—BN晶体中,每个硼原予也形成4个共价键。由于B原子的最外层电子数是3个,只能形成3个共价键,因此这些共价键中,有1个为配位键。

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