Question

（15分）開發新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。
（1）化合物A(H₃BNH₃)是一種潛在的儲氫材料，可由六元環狀物質(HB＝NH)₃通過如下反應制得：3CH₄＋2(HB＝NH)₃＋6H₂O＝3CO₂＋6H₃BNH₃。請回答：
①H₃BNH₃中是否存在配位鍵          （填“是”或“否”），B、C、N、O第一電離能由大到小的順序為                 ，CH₄、H₂O、CO₂三分子按照鍵角由大到小的順序排列為                   。
②與(HB＝NH)₃互為等電子體的分子為          （填分子式）
③人工可以合成硼的一系列氫化物，其物理性質與烷烴相似，故稱之為硼烷。工業上可采用LiAlH₄和BCl₃在一定條件下制備乙硼烷B₂H₆，該反應的化學方程式為                    。
④在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環狀、骨架狀等多種結構形式。圖ａ為一種無限長鏈狀結構的多硼酸根，其化學式為        ，圖ｂ為硼砂晶體中陰離子，其中硼原子采取的雜化方式為         。

（2）一種銅合金具有儲氫功能
①Cu²⁺的價層電子排布式為                    。
②銅及其它許多金屬及其化合物都可以發生焰色反應，其原因是                 。
③銅的單質中按ABCABC……方式堆積，設銅原子半徑為a pm，則該晶體的密度為        g/cm³（阿伏伽德羅常數值為N_A）

Answer 1

（1）①是，N>O>C>B  CO₂>CH₄>H₂O;②C₆H₆ ；③4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiCl+3AlCl₃
（或4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiAlCl₄）④BO₂^--；sp³、sp²；（2）①3d⁹；②激發態的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長的光的形式釋放能量；③。

解析試題分析：（1）①在H₃BNH₃中的B與N原子之間存在配位鍵；B、C、N、O是同一周期的元素。一般情況下，元素的非金屬性越強，原子半徑越小，元素的第一電離能既有越大，但是由于N原子的2p軌道上的電子處于半充滿的穩定狀態，所以其電離能比O還大。因此第一電離能由大到小的順序N>O>C>B；CH₄是正四面體結構，鍵角109°28′；H₂O是V型分子，鍵角104.3°，CO₂是直線型分子，鍵角為180°。因此這三分子按照鍵角由大到小的順序排列為CO₂>CH₄>H₂O；②等電子體是原子數等，最外層電子數也相等的物質。與(HB＝NH)₃互為等電子體的分子為C₆H₆ ；③根據題意可得合成乙硼烷B₂H₆，的化學方程式為4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiCl+3AlCl₃；也可寫作4BCl₃+3LiAlH₄=2B₂H₆+3LiAlCl₄。④多硼酸根的化學式為BO₂^--；在圖ｂ硼原子采取的雜化方式為sp³、sp²；（2）①Cu是29號元素，Cu²⁺的價層電子排布式為3d⁹；②銅及其它許多金屬及其化合物都可以發生焰色反應的原因是在灼燒時原子中的電子吸收能量，從基態躍遷到激發態。但是激發態是不穩定的，激發態的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長的光的形式釋放能量；③Cu是面心立方緊密堆積，在一個晶胞中含有的Cu原子的個數為：8×1/8+6×1/2="4;" 設銅原子半徑為a pm.晶胞的邊長L.;L=2;該晶體的密度為 g/cm³.
考點：考查配位鍵、原子的雜化方式、等電子體、電離能的比較、焰色反應的原因及晶體密度的計算。