张祖德《无机化学》(修订版)配套题库名校考研真题硼族元素【圣才出品】

第16章硼族元素

一、选择题

1．下列各对元素中，化学性质最相似的是（）。[南开大学2012研；中国科学技术大学2015研]

A．Be与Mg

B．Mg与Al

C．Li与Be

D．Be与Al

【答案】D

2．在化合物Na2B2O6·4H2O中，B元素的氧化数为（）。[中国科学技术大学2015研]

A．0

B．＋1

C．＋3

D．＋5

【答案】D

3．下列哪种矿物中含有铝？（）[华南理工大学2015研]

A．辰砂

B．矾土

C．金刚石

D．孔雀石

【答案】B

4．下列金属中，熔沸点相差最大的是（）。[湘潭大学2015研]

A．Li

B．Al

C．Ga

D．In

【答案】C

5．对于常见分子筛的成分中，硅铝比越大，下列说法正确的是（）。[中国科学院2012研；湘潭大学2015研]

A．耐酸性强，热稳定性差

B．耐酸性差，热稳定性差

C．耐酸性强，热稳定性强

D．耐酸性差，热稳定性强

【答案】C

6．某硼氢化物（B x H y）与过量的水反应，得到30.9mg硼酸的30.26mL干燥氢气（在22℃，730mmHg柱），该硼氢化物的实验式为（B的原子量为10.811）（）。[中国科学院2010研]

A．B2H6

B．B4H10

C．B5H9

D．B6H10

【答案】C

二、填空题

1．第81号元素是，其核外价层电子排布为，它位于第周期第______族，该元素的离子在水中较稳定的氧化态是，原因是。[南京航空航天大学2016研]

【答案】铊；6s26p1；六；ⅢA；＋1；6s2惰性电子对效应，Tl(Ⅲ)化合物是强氧化剂且易分解，Tl(Ⅰ)化合物较稳定，其价电子构型为4f145d106s2。

2．硼酸为元酸，在水溶液中的电离方程式是。[华南理工大学2014研]【答案】一；B(OH)3＋H20＝[B(OH)4]－＋H＋

三、简答题

1．九十年代初，发现了碳纳米管，其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成。近年来，人们合成了化合物E的纳米管，其结构与碳纳米管十分相似。

气体A与气体B相遇立即生成一种白色晶体C。在同温同压下，气体A的密度约为气

体B的密度的4倍。气体B易溶于水，向其浓水溶液通入CO2(g)可以生成白色晶体D。晶体D的热稳定性不高，在室温下缓慢分解，放出CO2、水蒸气和B；晶体C在高温下分解，生成具有润滑性的白色晶体E1；E1在高温、高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态，都是新型固体材料；E可与单质氟反应，主要产物之一是A。

（1）写出A、B、C、D、E的化学式。

（2）写出A与B反应的化学反应方程式。按照酸碱理论，这属于何种类型的反应？A、B、C各属于哪一类物质？

（3）分别画出E1和E2晶体的晶胞图并写出E2晶胞中的原子坐标。说明E1和E2晶体中化学键特征和它们的可能用途。

[E1晶胞中有两套原子坐标：（0,0,0）（1/3,2/3,1/2）（0,0,1/2）（1/3,2/3,0）]

（4）化合物A与C6H5NH2在苯中回流，可生成它们的1:1加合物；将这种加合物加热到280℃，生成一种环状化合物（其中每mol加合物失去2mol HF）。这种环状化合物是一种非极性物质。写出该环状化合物的结构式。[中国科学院2009研]

答：（1）A的化学式为BF3；B的化学式为NH3；C的化学式为H3N→BF3；D的化学式为NH4HCO3；E的化学式为BN或(BN)X。

（2）①A和B的反应方程式为

BF3＋NH3＝H3N→BF3

②按照酸碱理论，该反应属于Lewis酸碱加合反应。

③BF3为Lewis酸；NH3为Lewis碱，H3N→BF3为酸碱加合物。

（3）①E1晶体的晶胞图

②E2晶体的晶胞图

③E2晶胞中的原子坐标为

④E1和E2晶体的化学键特征和它们的可能用途

E1的结构与石墨相似，为六方晶系，层状结构，层中B原子与N原子通过sp2杂化轨道成键，B和N之间的共价键长小于其共价半径之和，有部分双键特征，层与层之间通过分子间作用力结合。E2与金刚石相似，为立方晶系，B原子与N原子以sp3杂化轨道形成共价单键交替连接形成三维结构。E1可用作耐高温材料、高温润滑材料和绝缘材料，E2因与金刚石的硬度相似，可以代替金刚石作磨料、切割材料等。

（4）该环状化合物的结构式为

2．(SiH3)2O与BF3是否发生反应？说明理由。如果换成(CH3)2O与BF3反应呢？[中国科学院2008研]

答：（1）(SiH3)2O与BF3不能发生Lewis酸碱加合反应，理由如下：

因为在(SiH3)2O中氧原子上的孤对电子可以占有硅原子的3d空轨道形成d-pπ键，导致氧原子上电子密度减小，(SiH3)2O的Lewis碱性减弱，不能与BF3发生反应。

（2）(CH3)2O和BF3可以发生反应，理由如下：

由于C原子与O原子不能形成d-pπ键，所以(CH3)2O的Lewis碱性强，与BF3可以发生酸碱加合反应。

3．硼可以和氢形成一系列组成和结构十分独特的硼氢化合物，称为硼烷。请画出丁硼烷（B4H10）的结构式，指出丁硼烷中有哪几种键？每种键各有几个？[复旦大学2005研]答：（1）B4H10的结构式：

（2）两中心两电子B—H键六个；两中心三电子键四个；两中心两电子B—B键一个。