Question

化合物A(H₃BNH₃)是一种潜在的储氢材料，可由六元环状物质(HB=NH)₃，其结构简式如下：，通过反应3CH₄+2(HB=NH)₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得。A在一定条件下通过多步去氢可最终转化为氮化硼（BN）。请回答：

（1）与(HB=NH)₃互为等电子体的分子为___________(填分子式)。

（2）氮化硼(BN)有多种晶型，其中立方氮化硼与金刚石的构型类似，则其晶胞中共有___________个硼原子，___________个氮原子。

（3）人工可以合成硼的一系列氢化物，其物理性质与烷烃相似，故称之为硼烷。工业上采用LiAlH₄和BF₃，在乙醚介质中反应制得乙硼烷(B₂H₆) ，同时生成另外两种产物，该反应的化学方程式为___________。 

（4）相关化学键的键能如下表所示，简要分析和解释下列事实。

化学键	B－H	B－O	B－B
键能（KJ·mol^－^1）	389	561	293

自然界中不存在硼单质，硼氢化物也很少，主要是含氧化物，其原因为___________。

（5）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式，图(a)为一种无限长单链状结构的多碰酸根，其化学式为___________；图(b)为硼砂晶体中的阴离子，其中硼原子采取的杂化类型___________。

Answer

（1）C6H6；（2）4；4；（3）3LiAlH4＋4BF32B2H6＋3LiF＋3AlF3；

（4）B—O键键能大于B—B键和B—H键，所以更易形成稳定性更强的B—O键；

（5）[BO2]nn－或BO2－；sp2、sp3；

【解析】

试题分析：（1）原子数相同，电子总数相同的分子，互称为等电子体，与（HB=NH）3互为等电子体的分子为C6H6；故答案为：C6H6；

（2）根据金刚石的结构（）可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×+6×+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子，故答案为：4，4；

（3）LiAlH4和BF3在一定条件下生成乙硼烷B2H6、LiF和AlF3，根据原子守恒配平方程式为：3LiAlH4+4BF32B2H6+3LiF+3AlF3；故答案为：3LiAlH4+4BF32B2H6+3LiF+3AlF3；

（4）因为B-O键键能大于B-B键和B-H键，所以更易形成稳定性更强的B-O键，根据键能越大物质越稳定，可知自然界中不存在硼单质，硼氢化物也很少，主要是含氧化物，故答案为：B-O键键能大于B-B键和B-H键，所以更易形成稳定性更强的B-O键；

（5）图（a）是一种链状结构的多硼酸根，从图可看出，每个BO32-单元，都有一个B，有一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别为2个BO32-单元共用，所以B：O=1：（1+2×）=1：2，化学式为：BO2-，从图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构可看出，[B4O5（OH）4]2-一半sp3杂化形成两个四配位BO4四面体；另一半是sp2杂化形成两个三配位BO3平面三角形结构，故答案为：BO2-；sp2、sp3。

【考点定位】考查晶胞的计算；原子核外电子排布；配合物的成键情况；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

【名师点晴】本题考查了物质结构及其性质，涉及原子杂化方式的判断、配合物的成键情况、元素周期律、晶胞的计算等知识点，题目综合性较强，注意根据价层电子对互斥理论、构造原理等知识来分析解答。