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96硼族及其化合物
中学化学竞赛试题资源库——硼族及其化合物
A组
.已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与C6H6(苯)的分子结构相似,如右图:
则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为
A2B3C4D6
.无机苯B3N3H6(B、N原子在环中交替排列)的三氯取代物的几何异构体数目为
A4B6C8D10
.铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一,与铝同族,位于第6周期。
Tl3+与Ag在酸性介质中发生反应:
Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。
下列推断正确的是
ATl+的最外层有1个电子BTl3+的氧化性比Al3+弱
CTl能形成+3价和+1的化合物DTl+的还原性比Ag强
.铝和镓的性质相似,如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。
在自然界镓常以极少量分散于铝矿,如Al2O3中。
用NaOH溶液处理铝矿(Al2O3)时,生成NaAlO2、NaGaO2;而后通入适量CO2,得Al(OH)3沉淀,而NaGaO2留在溶液中(循环多次后成为提取镓的原料)。
发生后一步反应是因为
A镓酸酸性强于铝酸B铝酸酸性强于镓酸
C镓浓度小,所以不沉淀DAl(OH)3是难溶物
.第ⅢA族的Al、Ga均为两性元素,Al(OH)3与Ga(OH)3相比,后者酸性比前者强。
当CO2通入NaAlO2和NaGaO2的溶液中,首先沉淀出来的氢氧化物是
AAl(OH)3BGa(OH)3C同时沉淀出来D无法判断
B组
.我国报道的高温超导体中,铊(Tl)是组成成分之一,己知铊与铝是同族元素,关于铊的性质的判断有错误的是
A是银白色质软的金属B氢氧化铊是两性氢氧化物
C能生成+3价的化合物D能置换出盐酸中的氢
.我国新报道的高温超导体中,铊(Tl)是组成成分之一。
已知铊与铝同主族,关于铊的性质的判断可能错误的是
A是银白色的金属BTl2O3与Al2O3一样,可溶于NaOH溶液
C能形成三价化合物D与稀硫酸反应生成硫酸盐
.下列关于硼元素的描述中不正确的是
A可和氢元素形成气态氢化物
B原子半径比铝小
C溴化物的化学式是BBr3,这种化合物的晶体是一种离子化合物
D氧化物的水化物是酸,化学式是H3BO3,其酸性比碳酸强
E氟化硼(BF3)是非极性分子
.不久前,日本某一材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”,这种温度计被认定为世界上最小的温度计。
研究人员在长约10-6m,直径为10-7m的碳纳米管中充入液态的金属镓。
当温度升高时,管中的镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值。
这种温度计测量的范围可从18℃到490℃,精确度较高,所以它可用于检查电子线路是否异常,测定毛细血管的温度等许多方面。
根据以上信息判断下列推测中不正确的是
A碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小,可忽略不计
B金属镓的熔点很低,沸点很高
C金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化比较均匀
D金属镓的体积在10C至500℃之间随温度变化很小,可忽略不计
.镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。
镓的原子序数为31,属ⅢA族。
镓的熔点为29.78℃,沸点高达2403℃。
镓有过冷现象(即冷至熔点以下不凝固),它可过冷到-120℃。
由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是
A镓是制造高温温度计的上佳材料
B镓能溶于强酸和强碱中
C镓与锌、锡、铟等金属制成的合金,可用在自动救火的水龙头中
D近年来镓成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体材料的新粮食”,这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质
.H3BO3是一元弱酸,写出它与水反应的化学方程式:
,之所以能发生这个反应的原因是,实质上,H3BO3是元酸。
.化合物E(含两种元素)与NH3.反应生成化合物G和H2。
化合物G的相对分子质量约为81,G分子中硼元素(B的相对原子质量为10.8)和氢元素的质量百分含量分别是40%和7.4%。
由此推断:
(1)化合物G的分子式为;
(2)反应消耗1molNH3,可生成2molH2,组成化合物E的元素是和;
(3)1molE和2molNH3恰好完全反应,化合物E的分子式为。
.根据元素硼在周期表中的位置,填写以下空白:
(1)BF3分子的偶极矩为零,这是由于;
(2)根据路易斯酸碱理论,氟化硼是,这是因为;
(3)正硼酸在水中有如下反应:
,故正硼酸为元酸。
.我国曾报导合成的一种含铊的超导材料,铊(Tl)原子的外围电子构型为3nsn3npn-1,试判断铊的某些性质:
(1)Tl的最高正化合价为,较常见的化合价是+1价,这是造成的;
(2)Tl(能或不能)与盐酸反应生成氢气;
(3)Tl的低价氧化物是(碱生、酸性、两性或情性)氧化物;
(4)Tl的熔点比地壳中含量最多的金属元素的单质的熔点(高或低)。
.NaBH4作为还原剂,在有机合成中有极为广泛的应用。
(1)NaBH4极易溶于水并与水作用产生H2,反应后硼元素以BO2-形式存在于溶液中。
此反应的离子方程式是。
(2)NaBH4可使许多金属离子还原为金属单质,例如它们可以使含有金属离子(Au3+)的废液中的Au3+还原(碱性条件、产物中硼以BO2-形式存在),反应的离子方程式是
.
(1)硼酸晶体是片状、有滑腻感,可作润滑剂。
硼酸分了结构可表示为。
硼酸对人体的受伤组织有和缓的防腐作用,故可用于医药和防腐等方面。
可见硼酸属于_________A.强酸B.中强酸C.弱酸
(2)在大多数情况下,元素的原子在形成分子或离子时,其最外电子层具有达到8个电子稳定结构的趋向在硼酸分子中,原子最外电子层达到8电子稳定结构的原子有_____个。
(3)已知0.01mol硼酸可被20mL、0.50mol/LNaOH溶液恰好完全中和。
据此推断:
硼酸在水中显酸性的原因是(写方程式):
(4)硼酸和甲醇在浓硫酸存在的条件下,可生成挥发性硼酸甲酯,试写出硼酸与甲醇完全酯化的化学方程式
(5)三氟化硼气体与氨气相遇,立即生成白色固体,写出反应方程式,三氯化硼属于,氨气属于。
.将NaHB4放入冷水中,可释放出A气体,其化学式为。
每克NaHB4可产生升A气体(在标准状况下)。
开始时该反应释放A气体很快,经过一段时间后就缓慢下来,其原因是。
当需要用NaHB4作为A气体的发生剂时,常用一些促进剂制成药丸,将药丸一投入水中即可快速地释放出A气体,下列物质中能成为促进剂的是(填字母)。
A草酸B氯化铝C醋酸钠D氨水
试说明你选择促进剂的依据是。
当需要用NaHB4在水溶液中作为与其它物质反应的还原剂时,你应选择上述物质中______(填写字母),其选择的理由是。
.硼烷化学是二十世纪的产物,由于它有可能作为高能燃料而促使其化学迅速发展,五十年代后,硼烷的立体化学、结构和键合理论有很大发展,已成为现代无机化学的重要内容之一。
最简单的硼烷是B2H6(乙硼烷),它属于电子化合物(填缺、富、正常),它燃烧能放出大量的热,其燃烧反应方程式为,它之所以没有实际应用作火箭燃料,是因为①,②。
在180℃时乙硼烷与NaBH4反应,得到一种钠盐和一种气体。
其钠盐中含有由B和H两种元素组成,式量为141.82,电荷为-2的离子,在这种离子中,B和H的质量分数分别为:
B:
91.47%,H:
8.53%。
B2H6与NaBH4反应的化学方程式为,该反应转移的电子数为,在产物中硼元素的平均氧化数为,该反应的氧化剂是,还原剂是。
乙硼烷还能与氨气反应,生成共价型离子化合物,且阴、阳离子都有四面体结构,其阳离子的化学式为,阴离子的化学式为,化学反应方程式为。
.环硼氮烷与苯是等电子异构体。
(1)画出其分子结构图
(2)讨论其成键情况
(3)具有相同链状结构的双基取代物B3N3H4X2的异构体有几个?
.在B12的正二十面体结构中
(1)与同一个硼原子等矩的硼原子数为多少?
(2)有多少原子在棱上?
(3)有多少个价电子?
(4)每个棱边是否都代表一个电子对?
(5)指出硼元素成键的类型。
.假设有一个分子只含有H、N、B其,中H︰N︰B=2︰1︰1,它的分子量为80.4,且发现它是非极性分子,抗磁性分子。
(1)此分子有两种可能构型A和B,其中A比B要稳定。
请画出它们的结构式,并说明为什么A比B要稳定?
(2)说明A和B分子中化学键的类型;
(3)说明A和B分子为什么是非极性抗磁性分子;
(4)标明A分子中成键骨架原子的形式电荷,并简述理由。
A分子有哪些主要的化学性质?
请分别写出A和Br2、HCl反应的化学方程式。
.硼砂的主要成分是Na2B4O7,它的水溶液是常用的缓冲溶液(在该溶液中加入少量酸或碱,其pH值都不变),试解释:
(1)它为什么具有缓冲能力?
(2)它是如何具体实现缓冲的,并写出所有方程式。
.B2H6与水反应生成硼酸和氢气,则求1.0gB2H6与100mL水反应后溶液中pH值为多少?
假设最后体积为100mL。
(Ka=7.3×10-10)
.A物质最初是用浸在液态BCl3里的锌电极进行电弧放电来制取的,但效果不好。
现改用在BCl3蒸汽中用汞电极放电来制取。
已知汞电极放电是还原反应,在化学反应中BCl3和Hg的物质的量之比为1︰1,在产生A的同时还有白色不溶于水的物质B生成。
(1)试确定A和B的分子式。
(2)将A以每小时10mg的速率通过汞放电管时,会产生一种淡黄色的挥发性的固体C(熔点95℃)。
已知汞电极放电同样是还原反应,且C和Hg的物质的量之比为1︰2。
据测定C在70℃以下存在于真空中。
结构测定表明,该化合物中每个氯原子均结合一个硼原子,其键长都是1.70×10-10m;任意两个硼原子之间为1.71×10-10m。
试画出分子C的空间构型,并写出生成C的化学反应方程式。
.有A、B(含M元素)两种混合气体共1.0g,密度在标准状况下为1.25g/L。
燃烧后产物中有2.36g气体C(密度在1.0×105Pa,27℃时为1.76g/L);产物之一还有固体D0.625g,D中含元素M0.196g。
(理想气体常数R=8.31J·mol-1·K-1,本题相对样子质量取整数部分)
(1)计算混合气体的平均摩尔质量;
(2)计算气体C的mol质量,写出满足该mol质量的全部化学式,并确定满足题意的C的化学式;
(3)计算确定固体D的化学式;
(4)计算确定A、B的化学式及各自的含量。
.6.70g二元化合物A与足量的Ba(OH)2溶液发生反应,其中生成一种不溶于水的钡盐。
将溶液过滤,在隔绝空气的情况下小心蒸发滤液,得一种淡黄色晶体(一种碱)。
将该碱灼烧至质量不再变化时,得6.37g固体B。
将B溶于足量的稀硝酸,将得到的硝酸盐加热到3000C左右,反应完全后,最后得到0.48g气体C。
已知上述反应中盐A的金属阳离子的化合价未发生改变。
试回答下列问题:
(1)确定A、B、C的分子式:
A___________;B_________;C_____________。
(2)写出上述化学反应方程式。
(3)若将Cl2通入上面的硝酸盐溶液中,再滴加NaOH溶液,将生成的沉淀过滤,干燥,得一棕黑色固体D(D中金属呈最高价态)。
经研究发现,其物质所含元素与B相同。
试确定D的化学式,写出该反应的离子方程式。
(4)若在上面的硝酸盐溶液中,滴加少量的草酸溶液,在一定条件下电解此混合溶液,可制得棕紫色固体E。
与B、D相比,除了组成元素相同外,E分子中金属的质量分数为86.5%。
E不溶于水,若滴加热的盐酸,则放出气体C。
试确定E的化学式。
C组
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- 96 及其 化合物