第一单元 热点突破11 B、Al原子的缺电子结构【大单元核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●分层对点训练（新高考通用）

该高中化学讲义聚焦B、Al原子的缺电子结构热点，整合价电子排布、配位键形成、硼酸特殊电离等高考核心考点，按考向预测、核心梳理、考点通关、限时训练的教学流程，帮助学生系统构建知识框架，突破AlCl3熔融不导电等易错点，体现复习的系统性和针对性。 资料以真实工业情境和有机催化为载体，运用化学观念中“结构决定性质”原理，设计路易斯酸判断、配位键形成过程分析等活动，通过选择、填空、简答分层训练，培养学生科学思维和规范表达能力，助力教师精准把控复习节奏，高效提升学生应考能力。

第一单元　金属及其化合物 热点突破11　B、Al原子的缺电子结构 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点通关●破重难 拆解核心考点，归纳解题范式 04 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 B、Al原子的缺电子结构包含硼、铝价电子排布，缺电子原子、缺电子分子（BF3、AlCl3）成键特征，配位键形成原理，硼铝化合物水解、路易斯酸碱反应，铝三卤化物共价分子特性，硼烷、硼酸、偏铝酸盐的结构与化学性质关联，题型集中于选择题分子结构辨析、电子式书写、反应原理简答、物质结构综合填空；结合近三年考频分析，BF3、AlCl3共价结构与配位键形成、缺电子化合物路易斯酸性判断年年稳定考查，硼酸电离原理、偏铝酸根结合氢离子的配位转化交替命题，常联动化学键类型、盐类水解、铝三角转化综合设问，考生极易混淆AlCl3熔融不导电、硼酸不能直接电离出H+、缺电子分子八电子稳定结构不满足等核心易错点，属于物质结构与金属化合物交叉高频热点；预测2027年会强化有机催化路易斯酸、工业硼铝化工原料真实情境，重点深化B、Al缺电子本质、配位键形成过程、硼酸特殊电离方式的规范文字说理，增设硼铝混合化合物与强碱、强酸分步反应分析、BF3与NH3配位化合物电子式书写题型，融合镁铝化合物转化、化学键与晶体结构、离子平衡串联设问，命题依托物质结构理论结合元素化合物性质，围绕缺电子结构解释物质成键、反应机理、物质特性，融合结构辨析、方程式书写、原理简答的结构与元素综合考查。 【核心梳理●明考点】 1.AlCl3的结构与性质 (1)AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故制备铝时不用AlCl3电解。 (2) AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。 (3)AlCl3能与Cl－生成AlC:AlCl3(aq)＋Cl－(aq)===AlC(aq) (4)与Al2Cl6类似，AlC、Na3AlF6、[Al(OH)4]－中均存在配位键。 2.硼酸的结构和性质 硼酸，是一种无机化合物，化学式为H3BO3，为白色结晶性粉末，有滑腻手感，无气味，大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间，也可用作防腐、消毒剂。 硼酸是一元极弱酸，其酸性来源不是本身给出质子，由于硼是缺电子原子，能加合水分子的氢氧根离子，而释放出质子。利用这种缺电子性质，加入多羟基化合物(如甘油醇和甘油等)生成稳定配合物，以强化其酸性。硼酸显酸性原因:H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋。 【考点通关●破重难】 1.BF3(三氟化硼)熔点－127 ℃，沸点－100 ℃，水解生成H3BO3(硼酸，结构如图)和HBF4(氟硼酸)，与氨气相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是(　　) A.BF3和B中心硼原子杂化方式不同 B.1 mol H3BO3晶体含有6 mol氢键 C.酸性:H3BO3<H2CO3<HNO3 D.BF3·NH3结构式为 2.(2024·上海阶段练)硼酸(H3BO3)为一元弱酸，广泛用于玻璃、医药等工业。已知:Al(OH)3＋H2O[Al(OH)4]－＋H＋，则H3BO3的电离方程式为_______________________________。  酸性:H3BO3________Al(OH)3(填“>”或“<”)。  3.氯化铍在气态时存在BeCl2单分子和二聚分子(BeCl2)2，固态时则具有如图所示的链状结构，BeCl2属于________(填“极性”或“非极性”)分子，二聚分子(BeCl2)2中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，(BeCl2)2的结构式为________。  【过关限时●练实战】 （30分钟） 一、单选题 已知三氟化硼（）熔点-127℃，沸点-100℃，水解生成硼酸（，结构如图）和氟硼酸（），据此完成下面小题。 1．下列化学用语正确的是 A．基态硼原子的最高能级的电子云轮廓图： B．中子数为10的氟原子： C．的VSEPR模型： D．的电子式： 2．下列有关结构与性质之间的因果关系错误的是 选项 性质 解释 A 键角： 中心原子杂化方式不同 B 常温下，硼酸性质稳定 硼酸分子间存在氢键 C 硼酸晶体作润滑剂 硼酸晶体层与层之间以分子间作用力相结合 D 熔点：（-127℃）＜（1040℃） 晶体类型不同 A．A B．B C．C D．D 3．已知：BF3熔点-127°C，沸点-100°C，水解生成H3BO3(一元弱酸，结构如图所示)和HBF4，与氨气相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法错误的是      A．电负性：F＞N＞H＞B B．的空间结构为三角锥形 C．H3BO3中存在分子间氢键，BF3·NH3中存在配位键 D．H3BO3的电离方程式为：H3BO3+H2OH+ + 二、解答题 4．硼及硼的化合物有着广泛的用途。请回答下列问题： (1)硼在元素周期表中的位置为：____________________________________； (2)硼化镁在39K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列。图a是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_____________。 (3)硼酸(H3BO3)，白色片状晶体，微溶于水，对人体的受伤组织有防腐消毒作用。H3BO3溶液中存在H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)的平衡。硼酸和过量的NaOH溶液反应方程式为：H3BO3＋NaOH＝Na[B(OH)4]。硼酸晶体具有层状结构，每一层结构如图1所示。 ①硼酸晶体属于_______晶体(填“离子”、“分子”或“原子”)。 ②下列关于硼酸的说法正确的是_______________(填序号)。 a.H3BO3是一元酸 b.其水溶液中，水的电离平衡受到抑制 c.晶体中有氢键，因此硼酸分子较稳定 (4)三氟化硼(BF3)水解生成硼酸和氟硼酸(HBF4，强酸)。BF3分子立体构型为___________，BF4－的电子式____________。 (5)氨硼烷(NBH6)是一种有效、安全的固体储氢材料。氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似，氨硼烷分子与硼酸分子中硼原子的杂化轨道类型分别为：___________和___________。 5．硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛，硼的一些化合物表现出缺电子特征。回答下列问题： (1)基态硼原子的电子排布式为_______；B和Al的第一电离能I1(B)_______I1(Al)(填“>”或“=”或“<”)。 (2)H3BO3(层状结构)的结构示意图如下，在硼酸的层状结构中O的杂化类型是_______，层内存在的作用力有_______。硼酸显弱酸性与[B(OH)4]-配离子有关，硼酸的电离方程式：_______。 (3)自然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要存在的是硼的含氧化合物，根据表中数据分析其原因是_______。 化学键 B-H B-O B-B 键能(kJ·mol-1) 389 561 293 (4)已知晶体硼的熔、沸点及硬度数据和基本结构单元(由硼原子组成的正二十面体如图1所示，每个三角形均为正三角形，每个顶点为一个硼原子)如下： 晶体 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点(K) 3832 1683 2573 沸点(K) 5100 2628 3823 硬度 10 7.0 9.6 ①晶体硼属于原子(共价)晶体，其理由是_______。 ②每一个硼基本单元由_______个原子组成； ③碳化硼，别名黑钻石，是已知最坚硬的三种材料之一，仅次于金刚石和立方氮化硼，图2为碳化硼晶胞，其化学式为_______； (5)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图3所示，标注为“1”的Na+坐标参数为_______。已知NA代表阿伏加德罗常数的值，则硼氢化钠晶体的密度为ρ=_______g·cm-3(用含NA的代数式表示)。 6．铍、铝及其化合物的应用正日益被重视。 (1)铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍与铝的叙述正确的是_______。 A．都属于p区主族元素 B．氢氧化物均难溶于氨水 C．第一电离能、电负性二者都比镁大 D．常温下，氯化物的水溶液均小于7 (2)实验发现，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态()形式存在。其球棍模型如图所示： ①该分子中Al原子采取_______杂化。 ②与过量溶液反应生成，中存在的化学键类型有_______(填选项字母)。 A．离子键 B．极性共价键 C．金属键 D．非极性共价键 E．配位键 F．键 G．氢键 (3)氯化铍在气态时存在单分子和二聚分子，固态时则具有如图所示的链状结构，属于_______(填“极性”或“非极性”)分子，二聚分子中原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，的结构式为_______。(请用带方向的箭头表示配位键) (4)BeO立方晶胞如图所示： 阿伏加德罗常数的值为NA，若晶体的密度为，则和之间最近的距离为_______。 7．完成下列问题 (1)四卤化硅()的沸点和二卤化铅()的熔点如图所示 ①的沸点依次序升高的原因是_______。 ②结合的沸点和的熔点变化规律，可推断：依次序，晶体中离子键百分数_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。 (2)铍及其化合物的应用正日益被重视 ①铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关和铝的叙述正确的有_______。 A．都属于p区主族元素　　　　     B．电负性都比镁大 C．第一电离能都比镁大 　　　　    D．氯化物的水溶液均小于7 ②氯化铍在气态时存在单分子——a和二聚分子——b，固态时则具有如下图所示的链状结构——c a属于_______(填“极性”或“非极性”)分子，二聚分子中原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，b的结构式为_______。 ③立方晶胞如下图所示。 阿伏加德罗常数的数值为，若晶体的密度为，则和之间最近的距离为_______。 8．完成下列问题 Ⅰ．第IVA族元素，碳、硅、锗、锡、铅具有很多重要的性质。 (1)锗元素的基态原子的核外电子排布式为___________。 (2)单质Sn与干燥的反应生成，常温常压下为无色液体，空间构型为___________，其固体的晶体类型为___________。 (3)卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图所示。 ①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是___________。 ②结合的沸点和的熔点变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，晶体中离子键百分数___________(填“增大”“不变”或“减小”)。 Ⅱ．铍及其化合物的应用正日益被重视。 (4)铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有___________。 A．都属于p区主族元素 B．电负性都比镁大 C．第一电离能都比镁大 D．氯化物的水溶液pH均小于7 (5)氯化铍在气态时存在分子(a)和二聚分子[(BeCl2)2](b)，固态时则具有如下图所示的链状结构(c)。 ①a属于___________(填“极性”或“非极性”)分子； ②二聚分子中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，b的结构式为___________。 9．2023年6月，科学家首次合成含铍-铍键的固态化合物，相关成果发表于《科学》杂志。该分子入选2023年最“炫”分子榜单，其结构如图所示，回答下列问题： (1)下列电子排布式分别代表铍微粒，其中失去1个电子所需能量最多的是______。 A． B． C． D． (2)固态双铍化合物的化学式为______，它含有______（填标号）。 A．极性键    B．非极性键    C．金属键    D．键 (3)卤化铍的熔点如表所示： 熔点/℃ 552 399 488 510 ①属于______（填“极性”或“非极性”）分子。 ②氯化铍在气态时存在分子（a）和二聚分子（b），固态时则具有如图所示的链状结构（c） 二聚分子中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上。b的结构式为______（标出配位键）。 ③、、的熔点依次升高的原因是______。 (4)Be的某种氧化物晶体是制备氟硼铍酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构如图所示。设晶胞边长为a pm，用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为______（用含a和的式子表示）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元　金属及其化合物 热点突破11　B、Al原子的缺电子结构 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点通关●破重难 拆解核心考点，归纳解题范式 04 过关限时训练 限定答题时长，模拟考场实战 【考向预测●明考向】 B、Al原子的缺电子结构包含硼、铝价电子排布，缺电子原子、缺电子分子（BF3、AlCl3）成键特征，配位键形成原理，硼铝化合物水解、路易斯酸碱反应，铝三卤化物共价分子特性，硼烷、硼酸、偏铝酸盐的结构与化学性质关联，题型集中于选择题分子结构辨析、电子式书写、反应原理简答、物质结构综合填空；结合近三年考频分析，BF3、AlCl3共价结构与配位键形成、缺电子化合物路易斯酸性判断年年稳定考查，硼酸电离原理、偏铝酸根结合氢离子的配位转化交替命题，常联动化学键类型、盐类水解、铝三角转化综合设问，考生极易混淆AlCl3熔融不导电、硼酸不能直接电离出H+、缺电子分子八电子稳定结构不满足等核心易错点，属于物质结构与金属化合物交叉高频热点；预测2027年会强化有机催化路易斯酸、工业硼铝化工原料真实情境，重点深化B、Al缺电子本质、配位键形成过程、硼酸特殊电离方式的规范文字说理，增设硼铝混合化合物与强碱、强酸分步反应分析、BF3与NH3配位化合物电子式书写题型，融合镁铝化合物转化、化学键与晶体结构、离子平衡串联设问，命题依托物质结构理论结合元素化合物性质，围绕缺电子结构解释物质成键、反应机理、物质特性，融合结构辨析、方程式书写、原理简答的结构与元素综合考查。 【核心梳理●明考点】 1.AlCl3的结构与性质 (1)AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故制备铝时不用AlCl3电解。 (2) AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。 (3)AlCl3能与Cl－生成AlC:AlCl3(aq)＋Cl－(aq)===AlC(aq) (4)与Al2Cl6类似，AlC、Na3AlF6、[Al(OH)4]－中均存在配位键。 2.硼酸的结构和性质 硼酸，是一种无机化合物，化学式为H3BO3，为白色结晶性粉末，有滑腻手感，无气味，大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间，也可用作防腐、消毒剂。 硼酸是一元极弱酸，其酸性来源不是本身给出质子，由于硼是缺电子原子，能加合水分子的氢氧根离子，而释放出质子。利用这种缺电子性质，加入多羟基化合物(如甘油醇和甘油等)生成稳定配合物，以强化其酸性。硼酸显酸性原因:H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋。 【考点通关●破重难】 1.BF3(三氟化硼)熔点－127 ℃，沸点－100 ℃，水解生成H3BO3(硼酸，结构如图)和HBF4(氟硼酸)，与氨气相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是(　　) A.BF3和B中心硼原子杂化方式不同 B.1 mol H3BO3晶体含有6 mol氢键 C.酸性:H3BO3<H2CO3<HNO3 D.BF3·NH3结构式为 【答案】B 【解析】BF3中心原子价层电子对数为3＋(3－3×1)＝3，B中心原子价层电子对数为4＋(3＋1－4×1)＝4，二者中心硼原子杂化方式不同，故A正确；1个H3BO3参与6个氢键的形成，每个氢键形成于两个硼酸分子之间，则1 mol H3BO3晶体中含有6 mol×＝3 mol氢键，故B错误；非金属性是氮大于碳，碳大于硼，所以最高价含氧酸的酸性是HNO3>H2CO3>H3BO3，故C正确；NH3中N原子为sp3杂化，N原子上有一个孤电子对，BF3中B原子为sp2杂化，杂化轨道与F原子形成3个共价键，故有一个2p空轨道，与NH3形成配位键，BF3·NH3结构式为，故D正确。 2.(2024·上海阶段练)硼酸(H3BO3)为一元弱酸，广泛用于玻璃、医药等工业。已知:Al(OH)3＋H2O[Al(OH)4]－＋H＋，则H3BO3的电离方程式为_______________________________。  酸性:H3BO3________Al(OH)3(填“>”或“<”)。  【答案】H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋　> 【解析】硼酸(H3BO3)为一元弱酸，根据已知条件，则H3BO3的电离方程式为H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋；H3BO3为一元弱酸，而氢氧化铝属于两性氢氧化物，所以硼酸的酸性强于氢氧化铝。 3.氯化铍在气态时存在BeCl2单分子和二聚分子(BeCl2)2，固态时则具有如图所示的链状结构，BeCl2属于________(填“极性”或“非极性”)分子，二聚分子(BeCl2)2中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，(BeCl2)2的结构式为________。  【答案】非极性　 【过关限时●练实战】 （30分钟） 一、单选题 已知三氟化硼（）熔点-127℃，沸点-100℃，水解生成硼酸（，结构如图）和氟硼酸（），据此完成下面小题。 1．下列化学用语正确的是 A．基态硼原子的最高能级的电子云轮廓图： B．中子数为10的氟原子： C．的VSEPR模型： D．的电子式： 2．下列有关结构与性质之间的因果关系错误的是 选项 性质 解释 A 键角： 中心原子杂化方式不同 B 常温下，硼酸性质稳定 硼酸分子间存在氢键 C 硼酸晶体作润滑剂 硼酸晶体层与层之间以分子间作用力相结合 D 熔点：（-127℃）＜（1040℃） 晶体类型不同 A．A B．B C．C D．D 【答案】1．C 2．B 【详解】1．A．基态硼原子电子排布为，最高能级为2p，电子云轮廓图应为哑铃形（p轨道），题中的为球形（s轨道），A错误； B．氟原子质子数为9，中子数10时质量数=9+10=19，原子符号应为，B错误； C．中B的价层电子对数为（无孤电子对），VSEPR模型为平面三角形，C正确； D．中B与4个F形成共价键（B达8电子稳定结构），电子式需体现4个B-F键及F的孤对电子，题中未完整表示F的孤对电子，D错误； 故答案选C； 2．A．中B为杂化（键角120°），中N原子价层电子对数为，为杂化（孤对电子斥力使键角≈107°），杂化方式不同导致键角差异，A正确； B．硼酸性质稳定与分子内共价键强度有关，分子间氢键主要影响熔沸点、溶解性，与化学性质稳定无关，B错误； C．硼酸为层状晶体，层间分子间作用力弱易滑动，可作润滑剂，C正确； D．为分子晶体（熔点低），为离子晶体（熔点高），晶体类型不同导致熔点差异，D正确； 故答案选B。 3．已知：BF3熔点-127°C，沸点-100°C，水解生成H3BO3(一元弱酸，结构如图所示)和HBF4，与氨气相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法错误的是      A．电负性：F＞N＞H＞B B．的空间结构为三角锥形 C．H3BO3中存在分子间氢键，BF3·NH3中存在配位键 D．H3BO3的电离方程式为：H3BO3+H2OH+ + 【答案】B 【详解】A．元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：F＞N＞H＞B，所以电负性大小关系为：F＞N＞H＞B，A正确； B．的中心B原子价层电子对数是4+=4，由于不含有孤电子对，所以其空间结构为正四面体形，而不是呈三角锥形，B不正确； C．H3BO3的分子间存在分子间氢键，而BF3·NH3中B原子与N原子之间存在配位键，C正确； D．H3BO3分子中B原子上有空轨道，可以与水电离产生的OH-的O之间形成配位键，导致溶液中c(OH-)＞c(H+)，因此溶液显酸性，则H3BO3的电离方程式为：H3BO3+H2OH+ +，D正确； 故合理想象是B。 二、解答题 4．硼及硼的化合物有着广泛的用途。请回答下列问题： (1)硼在元素周期表中的位置为：____________________________________； (2)硼化镁在39K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列。图a是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_____________。 (3)硼酸(H3BO3)，白色片状晶体，微溶于水，对人体的受伤组织有防腐消毒作用。H3BO3溶液中存在H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)的平衡。硼酸和过量的NaOH溶液反应方程式为：H3BO3＋NaOH＝Na[B(OH)4]。硼酸晶体具有层状结构，每一层结构如图1所示。 ①硼酸晶体属于_______晶体(填“离子”、“分子”或“原子”)。 ②下列关于硼酸的说法正确的是_______________(填序号)。 a.H3BO3是一元酸 b.其水溶液中，水的电离平衡受到抑制 c.晶体中有氢键，因此硼酸分子较稳定 (4)三氟化硼(BF3)水解生成硼酸和氟硼酸(HBF4，强酸)。BF3分子立体构型为___________，BF4－的电子式____________。 (5)氨硼烷(NBH6)是一种有效、安全的固体储氢材料。氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似，氨硼烷分子与硼酸分子中硼原子的杂化轨道类型分别为：___________和___________。 【答案】 第二周期ⅢA族 MgB2 分子 a 平面三角形 sp3 sp2 【分析】硼是5号元素，位于第二周期第ⅢA族；由图a知1个B原子为3个Mg原子共用，1个Mg原子为6个B原子共用，可以计算硼原子和镁原子得个数之比；硼酸晶体中存在H3BO3分子，是分子晶体；硼酸中B原子属于缺电子原子，在水溶液中可以结合水电离出的氢氧根，H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)显酸性，硼酸的加入，促进了水的电离，氢键是体现在物理性质方面；硼的最外层3个电子，三单写在硼原子的三个方向，与4个F结合，有一个F在于B形成共价键时需要得一个电子，所以整体显-1价；根据价层电子对互斥理论，可以计算中心原子的孤电子对数，从而得出杂化方式；氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似，则硼原子的杂化方式与乙烷中的碳一样。 【详解】(1) 硼是5号元素，位于第二周期第ⅢA族； 故答案为：第二周期第ⅢA族； (2) 由图a知1个B原子为3个Mg原子共用，属于一个Mg原子的B原子为 ，1个Mg原子为6个B原子共用，属于一个B原子的Mg原子为 ，可以计算硼原子和镁原子得个数之比：2：1，故硼化镁的化学式为：MgB2； 故答案为：MgB2； (3) ①硼酸晶体中存在H3BO3分子，是分子晶体；②硼酸中B原子属于缺电子原子，在水溶液中可以结合水电离出的氢氧根，H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)，是一元酸；硼酸的加入，促进了水的电离；氢键是体现在物理性质方面，如熔沸点等； 故答案为：分子；a； (4) 根据价层电子对互斥理论，可以计算中心原子的孤电子对数， ，无孤电子对数，故分子的立体构型为：平面三角形；硼的最外层3个电子，三单写在硼原子的三个方向，与4个F结合，有一个F在于B形成共价键时需要得一个电子，所以整体显-1价，电子式为：； 故答案为：平面三角形；； (5)氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似，则硼原子的杂化方式与乙烷中的碳一样，为sp3杂化；硼酸中可以通过公式来计算硼酸跟： ，所以硼酸中硼原子为sp2杂化； 故答案为：sp3； sp2。 5．硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛，硼的一些化合物表现出缺电子特征。回答下列问题： (1)基态硼原子的电子排布式为_______；B和Al的第一电离能I1(B)_______I1(Al)(填“>”或“=”或“<”)。 (2)H3BO3(层状结构)的结构示意图如下，在硼酸的层状结构中O的杂化类型是_______，层内存在的作用力有_______。硼酸显弱酸性与[B(OH)4]-配离子有关，硼酸的电离方程式：_______。 (3)自然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要存在的是硼的含氧化合物，根据表中数据分析其原因是_______。 化学键 B-H B-O B-B 键能(kJ·mol-1) 389 561 293 (4)已知晶体硼的熔、沸点及硬度数据和基本结构单元(由硼原子组成的正二十面体如图1所示，每个三角形均为正三角形，每个顶点为一个硼原子)如下： 晶体 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点(K) 3832 1683 2573 沸点(K) 5100 2628 3823 硬度 10 7.0 9.6 ①晶体硼属于原子(共价)晶体，其理由是_______。 ②每一个硼基本单元由_______个原子组成； ③碳化硼，别名黑钻石，是已知最坚硬的三种材料之一，仅次于金刚石和立方氮化硼，图2为碳化硼晶胞，其化学式为_______； (5)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如图3所示，标注为“1”的Na+坐标参数为_______。已知NA代表阿伏加德罗常数的值，则硼氢化钠晶体的密度为ρ=_______g·cm-3(用含NA的代数式表示)。 【答案】(1) 1s22s22p1 > (2) sp3杂化 共价键、氢键 H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+ (3)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 (4) 晶体硼的熔点和沸点高，硬度大，故为原子(共价)晶体 12 B4C (5) (1，1，) 【详解】（1）B是5号元素，有5个电子，两个电子层，核外电子排布为1s22s22p1，由元素周期律可知，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，第一电离能逐渐减小，故B的第一电离能大于Al的第一电离能。 （2）O的价电子数为6，成两个σ键，价层电子对数为4，杂化方式为sp3杂化，硼酸内原子以共价键连接，硼酸分子之间存在氢键，故层内存在的作用力有共价键和氢键；因为硼酸的酸性与[B(OH)4]-配离子有关，因此硼酸的电离为硼酸与水生成[B(OH)4]-和H+，电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。 （3）由表中数据可知，三种化学键中B-O键的键能最高，因此B-O键最稳定，更易形成B-O键。 （4）由表中数据可知，晶体硼的熔沸点高、硬度大，为原子（共价）晶体的典型特征；由图可知晶体硼的结构单元有20个 ，每个三角形的顶点被5个三角形共用，每个三角形3个顶点，因此硼原子数为20×3×=12个；由碳化硼的晶胞示意图可知，碳化硼晶胞每个顶点上有一个晶体硼结构单元，同一个结构单元又被8个晶胞共用，则含有的硼原子数为8××12=12个，由图可知含有的碳原子数为3，故分子式为B4C。 （5）由图可知，相对于坐标原点，1处原子的x坐标为整个长，y坐标为整个宽，z坐标为半个高，因此坐标参数为(1，1，)；由晶胞结构可知，一个晶胞中8个顶点、4个面心、一个体心处有硼氢根，则含有硼氢根的数目为8×+4×+1=4，钠离子位于6个面心和4个楞心，含有钠离子的数目为6×+4×=4，则一个晶胞的质量为，晶胞体积为，则密度ρ==。 6．铍、铝及其化合物的应用正日益被重视。 (1)铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍与铝的叙述正确的是_______。 A．都属于p区主族元素 B．氢氧化物均难溶于氨水 C．第一电离能、电负性二者都比镁大 D．常温下，氯化物的水溶液均小于7 (2)实验发现，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态()形式存在。其球棍模型如图所示： ①该分子中Al原子采取_______杂化。 ②与过量溶液反应生成，中存在的化学键类型有_______(填选项字母)。 A．离子键 B．极性共价键 C．金属键 D．非极性共价键 E．配位键 F．键 G．氢键 (3)氯化铍在气态时存在单分子和二聚分子，固态时则具有如图所示的链状结构，属于_______(填“极性”或“非极性”)分子，二聚分子中原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，的结构式为_______。(请用带方向的箭头表示配位键) (4)BeO立方晶胞如图所示： 阿伏加德罗常数的值为NA，若晶体的密度为，则和之间最近的距离为_______。 【答案】(1)BD (2) sp3 BEF (3) 非极性 (4) 【详解】（1）A．的价电子排布为，属于区主族元素；的价电子排布为，属于区主族元素，A错误； B．、均为两性氢氧化物，能溶于强酸、强碱，均难溶于氨水，B正确； C．同周期主族元素，从左到右，第一电离能呈增大趋势，但镁的价电子排布为全满结构，使的第一电离能大于，同周期主族元素，从左到右，电负性逐渐增大，故电负性小于，同主族元素，从上到下，第一电离能、电负性均减小，故的第一电离能、电负性均大于，C错误； D．、均为强酸弱碱盐，、水解使溶液呈酸性，常温下二者的水溶液均小于，D正确； 故选BD； （2）①分子中，每个原子形成个键，无孤电子对，价层电子对数为，故原子采取杂化； ②中，中心Al原子与四个OH⁻离子中的O原子成键。这些Al-O键是配位键，同时也是极性共价键和σ键；OH⁻离子内部的O-H键是极性共价键和σ键，因此存在的化学键类型为极性共价键（B）、配位键（E）、键（F）； 故选BEF； （3）①由图可知，分子结构对称，正负电荷中心重合，属于非极性分子； ②二聚分子中原子杂化方式相同，所有原子在同一平面上，原子有空轨道，原子有孤电子对，形成配位键，结构式为； （4）立方晶胞中，位于晶胞内部，晶胞中离子数目为个，位于顶点和面心，晶胞中的数目为，故晶胞的化学式为，晶胞质量。设晶胞边长为，则晶胞密度，解得；和之间最近的距离为晶胞体对角线长度的，晶胞体对角线长度为，故最近距离为。 7．完成下列问题 (1)四卤化硅()的沸点和二卤化铅()的熔点如图所示 ①的沸点依次序升高的原因是_______。 ②结合的沸点和的熔点变化规律，可推断：依次序，晶体中离子键百分数_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。 (2)铍及其化合物的应用正日益被重视 ①铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关和铝的叙述正确的有_______。 A．都属于p区主族元素　　　　     B．电负性都比镁大 C．第一电离能都比镁大 　　　　    D．氯化物的水溶液均小于7 ②氯化铍在气态时存在单分子——a和二聚分子——b，固态时则具有如下图所示的链状结构——c a属于_______(填“极性”或“非极性”)分子，二聚分子中原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，b的结构式为_______。 ③立方晶胞如下图所示。 阿伏加德罗常数的数值为，若晶体的密度为，则和之间最近的距离为_______。 【答案】(1) SiX4属于均为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高 减小 (2) BD 非极性 【详解】（1）①SiX4属于均为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高； ②同主族从上到下非金属性减弱，得电子能力减弱，则PbX2中离子键百分数减弱，故答案为：减弱； （2）①A．铍原子的价电子排布式为2s2，处于元素周期表s区，而铝元素的价电子排布式为3s23p1，处于元素周期表p区，故A错误； B．元素的金属性越强，电负性越小，同主族元素，从上到下金属性依次增强，同周期元素，从左到右金属性依次减弱，则镁元素的金属性强于比铍元素、铝元素，电负性小于铍元素、铝元素，故B正确； C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子2s轨道为全充满的稳定结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则镁元素的第一电离能大于铝元素，故C错误； D．氯化铍、氯化铝都是强酸弱碱盐，在溶液中均能发生水解反应使溶液呈酸性，所以氯化铍、氯化铝的水溶液pH均小于7，故D正确； 故选BD； ②氯化铍分子中铍原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，分子的空间构型为结构对称的直线形，所以氯化铍分子为正负电荷中心重合的非极性分子；由题意可知，双聚氯化铍分子中具有空轨道的铍原子与具有孤对电子的氯原子形成了2个配位键，且所有原子都在同一平面上，结构式为； ③由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氧离子个数为8×+6×=4，位于体内的铍离子个数为4，设晶胞边长为anm，由晶胞的质量公式可得：=(a×10—7)3d，解得a=nm，和之间最近的距离为体对角线的四分之一，则为 nm。 8．完成下列问题 Ⅰ．第IVA族元素，碳、硅、锗、锡、铅具有很多重要的性质。 (1)锗元素的基态原子的核外电子排布式为___________。 (2)单质Sn与干燥的反应生成，常温常压下为无色液体，空间构型为___________，其固体的晶体类型为___________。 (3)卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图所示。 ①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是___________。 ②结合的沸点和的熔点变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，晶体中离子键百分数___________(填“增大”“不变”或“减小”)。 Ⅱ．铍及其化合物的应用正日益被重视。 (4)铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有___________。 A．都属于p区主族元素 B．电负性都比镁大 C．第一电离能都比镁大 D．氯化物的水溶液pH均小于7 (5)氯化铍在气态时存在分子(a)和二聚分子[(BeCl2)2](b)，固态时则具有如下图所示的链状结构(c)。 ①a属于___________(填“极性”或“非极性”)分子； ②二聚分子中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上，b的结构式为___________。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2 (2) 正四面体形 分子晶体 (3) 四者均为分子晶体，随着相对分子质量越大，沸点升高 减小 (4)BD (5) 非极性 【详解】（1）锗为32号元素，元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2； （2）常温常压下为无色液体，熔点很低，则其为分子晶体；中Sn形成4个共价键，为sp3杂化，则空间构型为正四面体形； （3）①均为分子晶体，相对分子质量越大，则沸点越高，故依F、Cl、Br、I次序升高的原因是四者均为分子晶体，随着相对分子质量越大，沸点升高。 ②PbF2熔点很高其为离子晶体；依Cl、Br、I次序，晶体沸点低于PbF2，且PbI2熔点高于PBr2，可推断：依F、Cl、Br、I次序，晶体中离子键百分数减小、共价键比例增大； （4）A．铍属于s区主族元素，A错误；     B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；则两者电负性都比镁大，B正确； C．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，但是镁原子价电子为3s2全满稳定状态，电离能较大，故Al的第一电离能比Mg小，C错误；     D．铍与相邻主族的铝元素性质相似，则其氯化物的水溶液中由于金属阳离子的水解导致溶液显酸性，pH均小于7，D正确； 故选BD； （5）①中Be形成2个共价键且无孤电子对，为sp杂化，为直线形对称分子，故a属于非极性分子； ②二聚分子中Be原子提供空轨道、氯提供孤电子对形成配位键，故b的结构式为。 9．2023年6月，科学家首次合成含铍-铍键的固态化合物，相关成果发表于《科学》杂志。该分子入选2023年最“炫”分子榜单，其结构如图所示，回答下列问题： (1)下列电子排布式分别代表铍微粒，其中失去1个电子所需能量最多的是______。 A． B． C． D． (2)固态双铍化合物的化学式为______，它含有______（填标号）。 A．极性键    B．非极性键    C．金属键    D．键 (3)卤化铍的熔点如表所示： 熔点/℃ 552 399 488 510 ①属于______（填“极性”或“非极性”）分子。 ②氯化铍在气态时存在分子（a）和二聚分子（b），固态时则具有如图所示的链状结构（c） 二聚分子中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在同一平面上。b的结构式为______（标出配位键）。 ③、、的熔点依次升高的原因是______。 (4)Be的某种氧化物晶体是制备氟硼铍酸钾晶体的原料之一，其晶胞结构如图所示。设晶胞边长为a pm，用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为______（用含a和的式子表示）。 【答案】(1)D (2) C (3) 非极性 三者均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高 (4) 【详解】（1）为+1价铍离子，为基态铍原子，为激发态铍原子，最易失电子，为+2价铍离子，最难失电子，故答案为：D。 （2）①根据结构图可知“固态双铍化合物”的化学式为，故答案为：； ②该分子中含有极性键、非极性键、σ键，不含金属键，故答案为：C。 （3）①中Be价层电子对数为2，没有孤电子对，Be的杂化类型为sp，为非极性分子，故答案为：非极性； ②二聚分子(BeCl2)2中Be原子的杂化方式为sp2杂化，原子在同一平面，则二聚体的结构式为：，故答案为：； ③BeCl2、BeBr2、BeI2的熔点依次升高的原因是：三者均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高，故答案为：三者均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点越高； （4）该晶胞中Be原子的个数为4，O原子的个数为，氧化物的化学式为BeO，设晶胞参数为apm，用NA表示阿伏加德罗参数的值，则晶体的密度为，故答案为：。 学科网（北京）股份有限公司 $