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通过反应3CH4+2（HB=NH）3+6H2O→3C

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）下列关于合成A的化学方程式的叙述不正确的是______（填选项字母）．a．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变b．CH4、H2O、CO2的分子空间构型分别为正四面体形、V形、直线形c．第一电离能的大小关系为：N＞O＞C＞Bd．A中存在配位键（3）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．（4）人工可以合成硼的一系列氮化物，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______．（5）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______（6）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

（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）3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃，
a．由CH₄变为CO₂，碳原子杂化类型由sp³转化为sp，反应前后碳原子的轨道杂化类型已经改变，故a错误；
b．CH₄分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=4+

1

2

×（4-4×1）=4，且不含孤电子对，所以其空间构型是正四面体，H₂O中价层电子对个数=2+

1

2

×（6-2×1）=4，且含有2个孤电子对，所以H₂O的VSEPR模型为四面体，分子空间构型为V型，、CO₂分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=2+

1

2

×（4-2×2）=2，所以二氧化碳是直线型结构，故b正确；
c．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，这几种元素都是第二周期元素，它们的族序数分别是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它们的第一电离能大小顺序是I₁（N）＞I₁（O）＞I₁（C）＞I₁（B），故c正确；
d．B一般是形成3个键，（H₃BNH₃）由六元环状化合物（HB=NH）₃通过3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得，其中1个键是配位键，故d正确；
故答案为：a； 
（3）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×

1

8

+6×

1

2

+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；
（4）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+4BF₃

乙醚  .

2B₂H₆+3LiF+3AlF₃；故答案为：3LiAlH₄+4BF₃

乙醚  .

2B₂H₆+3LiF+3AlF₃；
（5）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；
（6）图（a）是一种链状结构的多硼酸根，从图可看出，每个BO₃^2-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BO₃^2-单元共用，所以B：O=1：（1+2×

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．