以“硼”為媒建構(gòu)認(rèn)知模型

B信息檢索：晶體呈黑灰色，以正二十面體為基本結(jié)構(gòu)單元，熔點2180度，摩氏硬度9.3，導(dǎo)電性差，導(dǎo)電率卻隨著溫度升高而增大，與金屬導(dǎo)體不同。任務(wù)一：周期性的認(rèn)知模型B12基本結(jié)構(gòu)單元P選必二82頁B、Si為何有此相似性？Si信息檢索：晶體呈深灰色，以正四面體為基本結(jié)構(gòu)，熔點1410℃度，摩氏硬度6.5，導(dǎo)電率隨著溫度升高而增大，是良好的半導(dǎo)體材料。Si基本結(jié)構(gòu)從兩則信息檢索，你獲得哪些信息？疑惑？P選必二22頁從周期性，類比Al及其化合物，預(yù)測B及其化合物可能發(fā)生的反應(yīng)?任務(wù)一：周期性的認(rèn)知模型如何去認(rèn)識學(xué)習(xí)硼？視角：周期性(同主族、對角線)視角：類別、價態(tài)周期表：表現(xiàn)結(jié)構(gòu)：內(nèi)在預(yù)測硼的最簡單氫化物化學(xué)式？任務(wù)二：結(jié)構(gòu)思維的認(rèn)知模型P選必二16頁BH3？從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性視角分析BH3穩(wěn)定存在嗎？思考B2H6如何成鍵？最簡單的硼烷是B2H6

2BH3(g)＝B2H6(g)ΔH＝－148kJ·mol－1ΔS＜0從反應(yīng)自發(fā)性角度思考BH3轉(zhuǎn)化成B2H6可能性？B價電子與價軌道的數(shù)目關(guān)系？總結(jié)：缺電子體系，價電子數(shù)小于價軌道數(shù)！HBBHHHHH思考：兩種B-H鍵鍵能大小？你的理由？133pm119pm從電負(fù)性的視角認(rèn)識B2H6？任務(wù)二：結(jié)構(gòu)思維的認(rèn)知模型B→Al，H

→Cl，Al2Cl6？ClAlAlClClClClCl221pm206pm3c-2e-

B-H橋鍵3c-2e-

Al-Cl橋鍵？3c-4e-

Al-Cl橋鍵B-H鍵成鍵方式？

2B(s)+3X2(g)=2BX3

對比聯(lián)系B2H6，思考BX3穩(wěn)定存在嗎？原因？化合物BF3BCl3BBr3BI3室溫下ggls沸點/℃鍵長(實測)/pm共價半徑和/pm-127.1-107-4649.9131174189210153180195214Lewis酸堿電子理論1923年Lewis(路易斯)提出：酸堿電子理論酸：凡是可以接受電子對的物質(zhì)都是酸，電子對接受體，如BX3、AlCl3。堿：凡是可以給出電子對的物質(zhì)都是堿，電子對給予體，如H2O、NH3。B2H6(g)+6X2(g)=BCl3(l)＋6HX(g)(X=F、Cl、Br、I）任務(wù)二：結(jié)構(gòu)思維的認(rèn)知模型Lewis酸性強弱？？π46水解反應(yīng)：

BX3+3H2O=H3BO3+3HX

(X=Cl、Br、I)X=F:4BF3+3H2O=H3BO3+3H[BF4](一元強酸)任務(wù)二：結(jié)構(gòu)思維的認(rèn)知模型？已知BCl3水解反應(yīng)程度比AlCl3要弱,思考：影響該水解程度的結(jié)構(gòu)方面因素？1.Al原子半徑大

2.Al-Cl共價鍵鍵能小3.Al-Cl共價鍵極性更大4.B原子的價層軌道少......H3BO3PCl3水解機理中心原子P的雜化方式？任務(wù)二：結(jié)構(gòu)思維的認(rèn)知模型P必修一123頁推測H3BO3/B(OH)3的水溶性？你的依據(jù)？在硼酸晶體片層中由于氫鍵的阻隔，使得其中的π46

都是孤立的，不會遍及整個片層結(jié)構(gòu)，所以不能導(dǎo)電。任務(wù)三：晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知模型OH→N(BN)x潤滑性，你的依據(jù)？導(dǎo)電性，你的依據(jù)？硼酸晶體的片層狀結(jié)構(gòu)Ka=5.8×10-10兩者∠OBO角度大小？原因？B-O鍵長大小？原因？六方氮化硼結(jié)構(gòu)與石墨相似，俗稱“白石墨”，但不具有導(dǎo)電性，是良好的絕緣體，原因？六方相氮化硼層上B原子沒有可自由移動的電子，N原子電負(fù)性比較大，能強烈地吸引π鍵電子(被定域在氮的周圍)，使其不能自由移動。即層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子。

P選必二82頁石墨作為電極，連接電源，橫向，縱向？任務(wù)三：晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知模型立方氮化硼這四者的導(dǎo)電性？原因？六方氮化硼石墨金剛石P必修二20頁P選必二88頁任務(wù)三：晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知模型溫度升高時，NaBF4

晶體出現(xiàn)缺陷，如上圖2所示，當(dāng)圖中方格內(nèi)填入Na+時，恰好構(gòu)成NaBF4晶胞的1/8。NaBF4晶體出現(xiàn)缺陷時，其導(dǎo)電性大大增強，可能的原因?該晶體在導(dǎo)電時，Na+可在電場的作用下遷移到缺陷處，形成電流。BF4-BF4-任務(wù)三：晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知模型

途徑1：在平面內(nèi)擠過2、3號BF4-之間的狹縫(距離為x)遷移到空位。途徑2：擠過由1、2、3號BF4-形成的三角形通道(如圖3，小圓的半徑為y)遷移到空位。快離子導(dǎo)體是一類具有優(yōu)良導(dǎo)電能力的固體電解質(zhì)。如圖1(Li3SBF4)和如圖2是潛在的快離子導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)示意圖。溫度升高時，NaBF4晶體出現(xiàn)缺陷，晶體的導(dǎo)電性增強。該晶體導(dǎo)電時，離子③遷移的途徑有兩條：思考：遷移的途徑可能性較大的是哪種途徑?原因?途徑2；三角形通道空隙大(x＜2y)，Na+更容易通過。BF4-任務(wù)三：晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)知模型3、從化合價角度預(yù)測NaBH4具有的化學(xué)性質(zhì)？1、NaBH4電子式？微粒間作用力？陰離子空間結(jié)構(gòu)？∠HBH≈?

2、NaBH4中各元素化合價？你的依據(jù)？

任務(wù)四：類比遷移應(yīng)用模型

NaBH4還原醛酮使，NaBH4提供一個H-，后者親核進攻羰基碳，同時羰基氧被溶劑(如乙醇)質(zhì)子化，生成還原產(chǎn)物醇及乙氧基硼鹽[NaBH3(OEt)]副產(chǎn)物。由于乙氧基硼氫化鈉中還有三個氫，還可對三個羰基進行還原。從理論上講，一分子的硼氫化鈉可還原四分子的羰基化合物，最后生成四乙氧基硼鹽[NaB(OEt)4]。反應(yīng)機理如下:任務(wù)四：類比遷移應(yīng)用模型4、實驗中，發(fā)現(xiàn)NaBH4易潮解產(chǎn)生氣體，造成危險，平時需干燥密封保存。用離子方程式表示？

5、如何調(diào)控環(huán)境酸堿性，有效抑制上述(4)反應(yīng)的進行，并解釋其中的反應(yīng)原理？

任務(wù)四：類比遷移應(yīng)用模型1、該晶體密度？2、若硼氫化鈉晶胞上下底心處的Na+被Li+取代，得到的晶體的化學(xué)式為？ρ=76×1021/(a3·NA)；Na3Li(BH4)4任務(wù)四：類比遷移應(yīng)用模型NaBH4(s)＋2H2O(l)＝NaBO2(aq)＋4H2(g)ΔH＜01、該反應(yīng)能自發(fā)進行的溫度條件?2、該反應(yīng)比較緩慢。忽略體積變化的影響，下列措施中可加快反應(yīng)速率的是？A．升高溶液溫度

B．加入少量異丙胺[(CH3)2CHNH2]C．加入少量固體硼酸[B(OH)3]

D．增大體系壓強鏈接高考真題3、為加速NaBH4水解，某研究小組開發(fā)了一種水溶性催化劑，當(dāng)該催化劑足量、濃度一定且活性不變時，測得反應(yīng)開始時生氫速率v與投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]之間的關(guān)系，結(jié)果如圖1所示。請解釋0a、ab段變化的原因?ab段，反應(yīng)物水濃度降低(水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)過低，微粒間的有效碰撞減少)，生氫速率減慢。注意：大多反體系中水作溶劑，不需要將c(H2O)作為主要因素。但類似試題的反應(yīng)體系中，必須將c(H2O)作為主要影響因素，納入熱力學(xué)、動力學(xué)系統(tǒng)中進行分析、解釋、解決問題！鏈接高考真題NaBO2(s)＋2H2O(l)＋4Mg(s)＝NaBH4(aq)＋4MgO(s)ΔG＝-1000kJ/mol或NaBO2(s)＋2H2(g)＋2Mg(s