(12分)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题:（1）（4分）Ga与B同...

(12分)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题:

（1）（4分）Ga与B同主族,Ga的基态原子核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　 B与同周期相邻两元素第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　　

（2）硼酸(H3BO3)是白色片状晶体(层状结构如图),有滑腻感,在冷水中溶解度很小,加热时溶解度增大。

①硼酸中B原子的杂化轨道类型为　　　　 。

②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和　　　　　　　　 。

③加热时,硼酸的溶解度增大,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

④硼酸是一元弱酸,在水中电离时,硼酸结合水电离出的OHˉ 而呈酸性。写出硼酸的电离方程式_　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）立方氮化硼是一种新型陶瓷材料,结构和形体都类似金刚石，是现时所知的几乎最硬的物质，化学式为BN,则立方氮化硼中B原子的杂化轨道类型为　　　　 ；1mol立方氮化硼中B-N的物质的量为　　　　 。

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ⅢA族的硼、铝、镓、铟、铊等元素在化合物中通常为+3价，这些化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题。

（1）镓元素（Ga）的原子序数为__________，其外围电子排布式__________。

（2）由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为________。 硼元素具有缺电子性，因而硼酸（H3BO3）在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]—。不考虑空间构型，[B(OH)4]—中原子的成键方式用结构简式表示为______________。1 mol [B(OH)4]—中σ键的数目为________。

（3）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因______________。

（4）磷化铝熔点为2000℃，空间结构与金刚石相似，磷化铝晶胞结构如图所示。

①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为__________。

②磷化铝晶体的密度为ρ g·cm-3，用NA表示阿伏加德罗常数的数值，则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为__________cm。

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镍与VA族元素形成化合物是重要半导体材料，砷化镓(GaAs)是应用广泛的化工材料，回答问题：

（1）基态Ga原子核外电子排布式为_____，基态As原子核外有____个未成对电子。

（2）镓失去电子的逐级电离能（单位：kJ·mol-1）的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192由此可推知镓的主要化合价为____和+3。砷的电负性比镍____（填“大”或“小”）。

（3）比较下列镓的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：______________。

GaF3的熔点超过1000 ℃，可能的原因是________。

（4）二水合草酸镓的结构如图所示，其中镓原子的配位数为___，草酸根中碳原子的杂化方式为______。

（5）砷化镓熔点为1238℃，立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为a=565 pm。该晶体的类型为____，晶体的密度为_____（设NA为阿伏加德罗常数的数值，列出算式即可）g·cm-3。（Ga和As的相对原子质量分别为70和75）

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硼和氮元素在化学中有很重要的地位，回答下列问题：

（1）基态硼原子核外电子有　　　　　　 种不同的运动状态，基态氮原子的价层电子排布图为　　　　　 ．预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[（CH3）2NNH2]．（CH3）2NNH2中N原子的杂化方式为　　　　　　　　　　 ．

（2）化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料，可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得：3CH4+2B3N3H6+6H2O═3CO2+6H3BNH3

①H3BNH3分子中是否存在配位键　　　　　　 （填“是”或“否”），B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　　　　　　 ．

②与B3N3H6互为等电子体的分子是　　　　　　　　　 （填一个即可），B3N3H6为非极性分子，根据等电子原理写出B3N3H6的结构式　　　　　　　　　 ．

（3）“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量，在太阳能电池板材料中除单晶硅外，还有铜，铟，镓，硒等化学物质，回答下列问题：

①SeO3分子的立体构型为　　　　　　　　 ．

②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象，但投入氨水与H2O2的混合溶液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，写出该反应的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　　 ．

③某种铜合金的晶胞结构如图所示，该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为pm，则该晶体的密度为　　　　　　　　　　　 （用含a的代数式表示，设NA为阿伏伽德罗常数的值）．

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氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。我国采用铁触媒(以铁为主的混合物) 做催化剂合成氨。回答下列问题：

（1）Fe基态原子核外电子排布式为____。氮化铁是一种重要的无机化合物，不溶于水，暴露在潮湿环境中可释放出氨气，元素Fe和N中，第一电离能较大的是_____，基态原子核外未成对电子数较多的是_______。

（2）N的氧化物有N2O等，N2O与CO2互为等电子体，N2O的空间构型为__________。

（3）N有多种氢化物，其中肼(N2H4)常用作火箭推进剂的燃料，N2H4中N 原子的杂化形式为____。

（4）N、P、As为同族元素，NH3、PH3、AsH3三种物质的沸点由高到低的顺序为_____。原因是____。

（5）K3[Fe(CN)6]常用于检验Fe2＋，K3[Fe(CN)6]中存在的化学键类型有_______。

（6）FeO晶体的晶胞与NaCl的相似，NaCl的晶胞如图所示。由于晶体缺陷，某氧化亚铁晶体的实际组成为Fe0.9O，其中包含有Fe2＋和Fe3＋，晶胞边长为428pm，则该晶体的密度为____g/cm3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

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硼和氮元素在化学中有很重要的地位，回答下列问题：

（1）基态硼原子核外电子有________种不同的运动状态，基态氮原子的价层电子排布图为_________________。预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(CH3)2NNH2中N原子的杂化方式为_________。

（2）化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料，可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得：3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3 该反应所涉及元素 B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________________。

（3）“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量，在太阳能电池板材料中除单晶硅外，还有铜，铟，镓，硒等化学物质，回答下列问题：

①SeO3分子的立体构型为_____________。

②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象，但投入氨水与H2O2的混合溶液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，写出该反应的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　　 。

③某种铜合金的晶胞结构如图所示，该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为pm，则该晶体的密度为_________________ g/cm3（用含a的代数式表示，设NA为阿伏伽德罗常数的值）。

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镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物如砷化镓、磷化镓等都是常用的半导体材料，应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。回答下列问题：

(1)硒常用作光敏材料，基态硒原子的核外电子排布式为[Ar]_______；与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有_____种；SeO3的空间构型是_______。

(2)根据元素周期律，原子半径Ga ___As，第一电离能Ga _____As。(填“大于”或“小于”)

(3)水晶的主要成分是二氧化硅，在水晶中硅原子的配位数是______，硅与氢结合能形成一系列的二元化合物SiH4、Si2H6等，与氯、溴结合能形成SiCl4 、SiBr4,上述四种物质的沸点由高到低的顺序为__________，丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键个数之比为___。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因___。

(5)GaN晶体结构如图所示。已知六棱柱底边边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA。

①晶体中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为_____。

②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图所示。若该平行六面体的体积为cm3，GaN晶体的密度为____g/cm3(用a、NA表示)。

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【物质结构】硼是一种重要的非金属元素，在化学中有很重要的地位。

（1）基态硼原子电子排布图为　　　　　　　　　　 ，核外有　　　　　 种运动状态不同的电子。

（2）晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子（如图），若其中有两个原子为10B，其余为11B，则该结构单元有　　　 种不同的结构类型。

（3）无定形硼与Cl2反应得到BCl3，BCl3的空间构型为　　　　　　 。

（4）氨硼烷是一种有效、安全的固体储氢材料。氨硼烷的结构和乙烷相似（如图），B、N原子的杂化轨道类型分别为　　　　 和　　　　 ，氨硼烷　　　　 （填“能”或“不能”）溶于水。

（5）立方氮化硼的结构与金刚石相似，其晶胞如图所示，则晶胞顶点上的原子的配位数为　　　　 。若晶胞的边长为a nm，则立方氮化硼的密度表达式为　　　　　　 g/cm3（设NA为阿伏加德罗常数的值）。

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氮、磷属于同一主族元素，是组成生命体的重要元素，其单质及化合物用途广泛。回答下列问题：

（1）基态P原子的核外电子排布式为___________________

（2）自然固氮现象发生的一系列化学变化：，解释了民谚“雷雨发庄稼”的原理。

①分子结构中σ键和π键数目之比为__________

②中N原子采取__________杂化方式，写出它的一种等电子体的化学式：__________。

③已知酸性：，下列相关见解合理的是__________。

A.含氧酸中氧原子总数越多，酸性越强

B.同种元素化合价越高，对应含氧酸的酸性越强

C.中氮元素的正电性更高，在水溶液中更易电离出，酸性强于

（3）磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如图所示，图中a点和b点的原子坐标参数分别为(0，0，0)、，则c点的原子坐标参数为__________。已知该晶体密度为，则B—P键的键长为__________pm(阿伏加德罗常数用表示，列出计算式即可)。

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碳、 氮、磷、砷和硼的相关化合物在化工、医药、农药、材料等领域有着广泛的应用。锂、钠、铝、铁等金属在日常生活、工业生产中也占有举足轻重的地位,请回答下列问题:

（1）基态As原子的电子排布式为______________________;

（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B—N—B之间的夹角是___________________(填角度)。

（3）金属晶体的四种堆积如下图,金属钠的晶体堆积模型为___ (填字母)。

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