Question

【題目】【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】磷化硼（BP）是一種受關(guān)注的耐磨涂層材料，可作為鈦等金屬表面的保護薄膜。

（1）三溴化硼和三溴化磷混合物在高溫條件下與H2反應(yīng)可以制得BP。

①上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________；

②磷原子中存在_____種不同能量的電子，電子占據(jù)的最高能層符號為_______。

③常溫下，三溴化磷是淡黃色發(fā)煙液體，可溶于丙酮、四氯化碳中，該物質(zhì)屬于______晶體（填晶體類型）。

（2）已知磷酸是中強酸，硼酸是弱酸；pKa= -lgKa。

①有機酸的酸性強弱受鄰近碳上取代原子的影響,如酸性：BrCH2COOH >CH3COOH。據(jù)此推測，pKa：AtCH2COOH____ClCH2COOH（填“>”、“<”、“=”）

②磷酸是三元酸，寫出兩個與PO43-具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子_________________。

③硼酸是一元酸，它在水中表現(xiàn)出來的弱酸性，并不是自身電離出氫離子所致，而是水分子與B(OH)3結(jié)合，生成一個酸根離子，該陰離子的結(jié)構(gòu)式為：_________（若存在配位鍵，請用箭頭標出）。

（3）高溫陶瓷材料Si3N4的成鍵方式如圖1所示，結(jié)構(gòu)中N—Si—N的鍵角比Si—N—Si的鍵角大，其原因是_____________________________________。

（4）磷化硼的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示。晶胞中P原子的堆積方式為________（填“簡單立方”、“體心立方”或“面心立方最密”）堆積。若該晶體中最鄰近的兩個P原子之間的距離為a nm，則晶體密度為__________g·cm-3（只需列出計算式）。

Answer 1

【答案】 BBr3 + PBr3 + 3H2 BP + 6HBr 5 M 分子 > SO42-、ClO4- 等合理答案 N、Si原子均采取sp3雜化，一個Si原子與4個N原子成鍵，N—Si—N的鍵角為109.5；而一個N原子與3個Si原子成鍵，N上一對孤對電子對成排斥力大于成鍵電子，壓縮了Si—N—Si的鍵角 面心立方最密

【解析】（1）①根據(jù)反應(yīng)條件和反應(yīng)物、生成物書寫方程式為BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr，故答案為：BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr；

②P原子核外有1s、2s、2p、3s、3p五種能級，一種能級有一種能量的電子；電子占據(jù)的最高能層符號為M，故答案為：5；M；

③分子晶體熔沸點較低，常溫下，三溴化磷是淡黃色發(fā)煙液體，可溶于丙酮、四氯化碳中，該晶體熔沸點較低，說明為分子晶體，故答案為：分子；

（2）①酸的酸性越強，該酸溶液的pKa越小，酸性：BrCH2COOH>CH3COOH，據(jù)此推測取代原子得電子能力越強酸性越強，可知酸性AtCH2COOH<ClCH2COOH，則pKa：AtCH2COOH>ClCH2COOH，故答案為：>；

②等電子體的結(jié)構(gòu)和鍵合形式相同，則與磷酸根離子互為等電子體的微粒為SO42-、ClO4-等合理答案，故答案為：SO42-、ClO4-等合理答案；

③硼酸電離方程式為B（OH）3+H20+H+，據(jù)此書寫其電離出陰離子結(jié)構(gòu)式為，故答案為：；

（3）N、Si原子均采取sp3雜化，一個Si原子與4個N原子成鍵，N-Si-N的鍵角為109.5°，而一個N原子與3個Si原子成鍵，N上還有一對孤對電子，孤電子對與成鍵電子對間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以Si-N-Si的鍵角更小，

故答案為：N、Si原子均采取sp3雜化，一個Si原子與4個N原子成鍵，N—Si—N的鍵角為109.5；而一個N原子與3個Si原子成鍵，N上一對孤對電子對成排斥力大于成鍵電子，壓縮了Si—N—Si的鍵角。

（4）根據(jù)圖知，該晶胞是面心立方最密堆積，若該晶體中最鄰近的兩個P原子之間的距離為anm，晶胞的棱長= anm，該晶胞中P原子個數(shù)B原子個數(shù)為4，晶胞密度 故答案為：面心立方最密；