Question

【題目】離子液體是在室溫和室溫附近溫度下呈液態(tài)的鹽類物質，由于其具有良好的化學穩(wěn)定性，較低的熔點和良好的溶解性，應用越來越廣泛。如圖為某離子液體的結構，回答下列問題：

（1）B原子核外有___種運動狀態(tài)不同的電子。BF4-中，B原子價層電子對數為___，與BF4-互為等電子體的分子為___（填分子式，寫出一種即可）；在周期表中，與B的化學性質最相似的鄰族元素是___，它們性質相似的原因是___。

（2）NH3極易溶于水的原因與氫鍵有關，結合NH3·H2O的電離推測NH3·H2O的合理結構式為___（填字母）。

A. B. C. D.

（3）該離子液體常溫下為液體，而NaBF4常溫下為固體，原因是___。

（4）分子中的大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數（如苯分子中的大π鍵可表示為），則該離子液體的陽離子中存在一個大π鍵，可表示為___。

（5）某硼的含氧酸根離子為無限鏈狀結構，節(jié)選部分結構如圖所示，其離子的化學式可用通式表示為___（用n代表B原子數）。

（6）某種含B和N兩種元素的功能陶瓷，其晶胞結構如圖所示。已知該晶胞底面為菱形，其邊長為acm，高為bcm，晶體密度為ρg/cm3，則阿伏加德羅常數NA為___mol-1（列出計算式）。

Answer 1

【答案】5 4 CCl4或SiF4 Si 電負性相近 B 均為離子晶體，NaBF4的晶格能大，所以熔點高 （BO2）nn-或（BnO2n）n- 或

【解析】

(1)B為5號元素；根據價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數計算BF4-中B原子價層電子對數；結合等電子體的概念分析解答；根據對角線規(guī)則分析解答；

(2)根據NH3·H2ONH4+＋OH－推測NH3·H2O的合理結構；

(3)和NaBF4均為離子晶體，結合晶格能的大小與熔沸點的關系分析解答；

(4)的環(huán)中的大π鍵由3個碳原子和2個N原子，每個C有1個電子參與形成大π鍵，每個N有2個電子參與形成大π鍵，環(huán)帶有一個單位正電荷，據此分析判斷；

(5)根據圖示，黑球表示B原子，白球表示O原子，根據均攤法計算判斷結構中B原子和O原子的數目比，以圖示4個B原子為例，要滿足O原子的8電子穩(wěn)定結構，需要帶4個單位負電荷，據此書寫該離子的化學式的通式；

(6)根據均攤法計算晶胞中含有B和N原子數，再計算晶胞的質量和晶胞的體積，結合晶體密度的計算方法列式計算。

(1)B為5號元素，原子核外有5種運動狀態(tài)不同的電子；BF4-中，B原子價層電子對數為4+=4，與BF4-互為等電子體的分子為CCl4或SiF4或CF4或SiCl4；根據對角線規(guī)則，在周期表中，與B的化學性質最相似的鄰族元素是Si，它們性質相似，是因為電負性相近，故答案為：5；4；CCl4或SiF4或CF4或SiCl4；Si；電負性相近；

(2)NH3極易溶于水的原因與氫鍵有關，根據NH3·H2ONH4+＋OH－，可以推測NH3·H2O的合理結構式為，故答案為：B；

(3)和NaBF4均為離子晶體，常溫下為液體，而NaBF4常溫下為固體，是因為NaBF4的晶格能大，使得熔點NaBF4比高，故答案為：均為離子晶體，NaBF4的晶格能大，所以熔點高；

(4)的環(huán)中的大π鍵由3個碳原子和2個N原子、每個C形成3個σ鍵，有1個電子參與形成大π鍵，每個N形成3個σ鍵，有2個電子參與形成大π鍵，環(huán)帶有一個單位正電荷，共6個電子參與形成大π鍵，該大π鍵可表示為，故答案為：；

(5)某硼的含氧酸根離子為無限鏈狀結構，根據圖示，黑球表示B原子，白球表示O原子，結構中BO3結構單元通過氧原子連接形成鏈狀結構，則B原子和O原子的數目比=1∶(2×+1)=1∶2，以圖示4個B原子為例，要滿足O原子的8電子穩(wěn)定結構，需要帶4個單位負電荷，因此該離子的化學式可用通式(BO2)nn-或(BnO2n)n-表示，故答案為：(BO2)nn-或(BnO2n)n-；

(6)根據圖示，晶胞中含有B原子數為4×+4×+1=2，N原子數為2×+2×+1=2，因此晶胞的質量為g，晶胞的體積為=cm3，則晶體密度ρg/cm3==g/cm3，則NA==，故答案為：或。