Question

【题目】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

（1）下列关于CaF2的表述正确的是_____。

a．Ca2+ 与F﹣间仅存在静电吸引作用

b．F﹣的离子半径小于Cl﹣，则CaF2的熔点高于CaCl2

c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同

d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电

（2）CaF2难溶于水，但可溶于含Al3+的溶液中，原因是 _____________________（用离子方程式表示）。

（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为_____，其中氧原子的杂化方式为____。

（4）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2（g）+3F2（g）═2ClF3（g）△H=﹣313kJmol﹣1，F﹣F键能159kJmol﹣1，Cl﹣Cl键的键能为242kJmol﹣1，则ClF3中Cl﹣F键的平均键能为________ kJmol﹣1，ClF3的熔、沸点比BrF3的_____（填“高”或“低”）。

（5）如图为CaF2、H3BO3(层状结构，层内的H3BO3分子通过氢键结合)、金属铜三种晶体的结构示意图，请回答下列问题：

①图Ⅰ所示的CaF2晶胞中与Ca2+最近且等距离的F-数为____，图Ⅲ中未标号的铜原子形成晶体后周围最紧邻的铜原子数为____。

②图Ⅱ所示的物质结构中最外层已达8电子结构的原子是____。H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为____。

③三种晶体中熔点最低的是____，其晶体受热熔化时，克服的微粒之间的相互作用力为________________。

Answer 1

【答案】 bd 3CaF2+Al3+=3Ca2++AlF63﹣ V形 sp3 172 低 8 12 O 1∶6 H3BO3 范德华力和氢键

【解析】（1）Ca2+ 与F﹣间存在离子键，离子键是阴阳离子之间的静电作用，包括吸引和排斥，所以选项a错误。离子晶体的熔点一般取决于晶格能的大小，一般来说电荷相等的前提下，离子半径越小，晶格能越大，所以选项b正确。阴阳离子比为2∶1的物质，有的与CaF2晶体构型相同，有的是反CaF2型，例如：Na2O。选项c错误。CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下离子键被破坏，离子能自由移动所以能导电，选项d正确。

（2）CaF2电离的F-可以与Al3+进行配位，从而使CaF2溶解，反应为：3CaF2 + Al3+ = 3Ca2+ + AlF63﹣。

（3）根据价层电子对互斥理论，OF2的中心原子O的价电子对为4，配位数为2，所以O为sp3杂化，分子为V形或者说是折线形。

（4）反应的焓变等于反应物键能减去生成物键能，设ClF3中Cl﹣F键的平均键能为X kJmol﹣1，有：242+3×159－2×3×X=－313，解方程得到X=172。ClF3和BrF3都是分子晶体，熔沸点高低取决于分子间作用力的大小，而结构相似的前提下，分子间作用力的大小可用分子量的大小判断，分子量越大，作用力越大，熔沸点越高。所以熔沸点应该是ClF3小于BrF3。

（5）①以CaF2顶面中心的Ca2+为例，其与下方的4个四个F-以及其上方的另一个晶胞中的四个F-距离最近，所以CaF2晶胞中与Ca2+最近且等距离的F-数为8。图Ⅲ中Cu为ABC型最紧密堆积，所以每个Cu的配位数都是12。

②H原子不可能达到8电子。B的最外层是3个电子，形成3个共价键最外层是6个电子。O形成两个共价键就是8电子结构（图中三个键一个是氢键）。由图示得到H3BO3的结构为B(OH)3通过氢键形成的层状结构，所以1个B对应了3个O－B和3个O－H，即H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为1:6。

③H3BO3是分子晶体，应该是其中熔点最低的。晶体熔化的时候应该克服的作用力是分子间作用力和氢键。