2025届高三化学专题复习 硼及化合物复习

以“硼”为媒 建构认知模型 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 B信息检索：晶体呈黑灰色，以正二十面体为基本结构单元， 熔点2180度，摩氏硬度9.3，导电性差，导电率却随着温度 升高而增大，与金属导体不同。 任务一：周期性的认知模型 B12基本结构单元 P选必二82页 B、Si为何有此相似性？ Si信息检索：晶体呈深灰色，以正四面体为基本结构，熔点1410 ℃度，摩氏硬度6.5，导电率随着温度升高而增大，是良好的半导体材料。 Si基本结构 从两则信息检索，你获得哪些信息？ 疑惑？ P选必二22页 从周期性，类比Al及其化合物，预测B及其化合物可能发生的反应? 任务一：周期性的认知模型 如何去认识学习硼？ 视角：周期性(同主族、对角线) 视角：类别、价态 周期表：表现 结构：内在 预测硼的最简单氢化物化学式？ 任务二：结构思维的认知模型 P选必二16页 BH3？ 从结构稳定性视角分析BH3稳定存在吗？ 思考B2H6如何成键？ 最简单的硼烷是 B2H6 2BH3(g) ＝ B2H6(g) ΔH ＝ －148 kJ·mol－1 ΔS＜0 从反应自发性角度思考BH3转化成B2H6可能性？ B价电子与价轨道的数目关系？ 总结：缺电子体系， 价电子数小于价轨道数！ H B B H H H H H 思考：两种B-H键键能大小？你的理由？ 133pm 119pm 从电负性的视角认识B2H6？ 任务二：结构思维的认知模型 B→Al，H →Cl，Al2Cl6？ Cl Al Al Cl Cl Cl Cl Cl 221pm 206pm 3c-2e- B-H桥键 3c-2e- Al-Cl桥键？ 3c-4e- Al-Cl桥键 B-H键成键方式？ 2B(s)+3X2(g) = 2BX3 对比联系B2H6 ，思考BX3稳定存在吗？原因？ 化合物 BF3 BCl3 BBr3 BI3 室温下 g g l s 沸点/℃ 键长(实测)/pm 共价半径和/pm -127.1 -107 -46 49.9 131 174 189 210 153 180 195 214 Lewis酸碱电子理论 1923年Lewis(路易斯)提出：酸碱电子理论 酸：凡是可以接受电子对的物质都是酸，电子对接受体，如BX3、AlCl3。 碱：凡是可以给出电子对的物质都是碱，电子对给予体，如H2O、NH3。 B2H6(g)+6X2(g) = BCl3(l)＋6HX(g) (X = F、Cl、Br、I） 任务二：结构思维的认知模型 Lewis酸性强弱？ ？ π46 水解反应： BX3 +3H2O=H3BO3+3HX (X=Cl、Br、I) X=F:4BF3 +3H2O=H3BO3+3H[BF4](一元强酸) 任务二：结构思维的认知模型 ？ 已知BCl3水解反应程度比AlCl3要弱, 思考：影响该水解程度的结构方面因素？ 1.Al原子半径大 2.Al-Cl共价键键能小 3.Al-Cl共价键极性更大 4.B原子的价层轨道少 ...... H3BO3 PCl3水解机理 中心原子P的杂化方式？ 任务二：结构思维的认知模型 P必修一123页 推测H3BO3/B(OH)3的水溶性？你的依据？ 在硼酸晶体片层中由于氢键的阻隔，使得其中的π46 都是孤立的，不会遍及整个片层结构，所以不能导电。 任务三：晶体结构的认知模型 OH→N (BN)x 润滑性，你的依据？ 导电性，你的依据？ 硼酸晶体的片层状结构 Ka=5.8×10-10 两者∠OBO角度大小？原因？ B-O键长大小？原因？ 六方氮化硼结构与石墨相似，俗称“白石墨”， 但不具有导电性，是良好的绝缘体，原因？ 六方相氮化硼层上B原子没有可自由移动的电子，N原子电负性比较大，能强烈地吸引π键电子(被定域在氮的周围)，使其不能自由移动。即层状结构中没有自由移动的电子。 P选必二82页 石墨作为电极，连接电源，横向，纵向？ 任务三：晶体结构的认知模型 立方氮化硼 这四者的导电性？原因？ 六方氮化硼 石 墨 金刚石 P必修二20页 P选必二88页 任务三：晶体结构的认知模型 温度升高时，NaBF4 晶体出现缺陷，如上图2 所示，当图中方格内填入Na+时，恰好构成NaBF4晶胞的1/8。 NaBF4晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，可能的原因? 该晶体在导电时，Na+可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流。 BF4- BF4- 任务三：晶体结构的认知模型 途径1：在平面内挤过2、3号BF4-之间的狭缝(距离为x)迁移到空位。 途径2：挤过由1、2、3号BF4-形成的三角形通道(如图3，小圆的半径为y)迁移到空位。 快离子导体是一类具有优良导电能力的固体电解质。如图1(Li3SBF4)和如图2是潜在的快离子导体材料的结构示意图。温度升高时， NaBF4晶体出现缺陷，晶体的导电性增强。该晶体导电时，离子③迁移的途径有两条： 思考：迁移的途径可能性较大的是哪种途径?原因? 途径2；三角形通道空隙大(x＜2y)，Na+更容易通过。 BF4- 任务三：晶体结构的认知模型 3、从化合价角度预测NaBH4具有的化学性质？ 1、NaBH4电子式？微粒间作用力？阴离子空间结构？∠HBH≈? 2、NaBH4中各元素化合价？你的依据？ 任务四：类比迁移应用模型 NaBH4还原醛酮使，NaBH4提供一个H-，后者亲核进攻羰基碳，同时羰基氧被溶剂(如乙醇)质子化，生成还原产物醇及乙氧基硼盐[NaBH3(OEt)]副产物。由于乙氧基硼氢化钠中还有三个氢，还可对三个羰基进行还原。从理论上讲，一分子的硼氢化钠可还原四分子的羰基化合物，最后生成四乙氧基硼盐[NaB(OEt)4]。反应机理如下: 任务四：类比迁移应用模型 4、实验中，发现NaBH4易潮解产生气体，造成危险， 平时需干燥密封保存。用离子方程式表示？ 5、如何调控环境酸碱性，有效抑制上述(4)反应的进行， 并解释其中的反应原理？ 任务四：类比迁移应用模型 1、该晶体密度？ 2、若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代，得到的晶体的化学式为？ ρ=76×1021/(a3·NA)；Na3Li(BH4)4 任务四：类比迁移应用模型 NaBH4(s)＋2H2O(l)＝NaBO2(aq)＋4H2(g) ΔH＜0 1、该反应能自发进行的温度条件? 2、该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是？ A．升高溶液温度 B．加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2] C．加入少量固体硼酸[B(OH)3] D．增大体系压强 链接高考真题 3、为加速NaBH4水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂， 当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢 速率v与投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]之间的关系，结果如图1所示。 请解释0a、ab段变化的原因? ab段，反应物水浓度降低(水的物质的量分数过低，微粒间的有效碰撞减少)，生氢速率减慢。 注意：大多反体系中水作溶剂，不需要将c(H2O)作为主要因素。但类似试题的反应体系中，必须将c(H2O)作为主要影响因素，纳入热力学、动力学系统中进行分析、解释、解决问题！ 链接高考真题 NaBO2(s)＋2H2O(l)＋4Mg(s)＝NaBH4(aq)＋4MgO(s) ΔG＝-1000kJ/mol 或NaBO2(s)＋2H2(g)＋2Mg(s)＝NaBH4(aq)＋2MgO(s) ΔG＝-340KJ/mol 4、资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式，可以设计能自发进行的多种制备方法，将反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)再生为NaBH4。 (已知：ΔG是反应的自由能变化量，其计算方法也遵循盖斯定律，可类比ΔH计算方法；当ΔG＜0时，反应能自发进行。) 链接高考真题 $$