Question

【题目】氟的单质及其化合物在生产杀虫剂、灭火剂及特种塑料等方面用途广泛。

（1）在2％的氢氧化钠溶液中通入氟气，发生反应：2F2＋2NaOH═2NaF＋H2O＋OF2。该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为____，OF2的电子式为___。

（2）SF6是一种优良的绝缘气体材料，分子结构中只存在S-F键，已知1molS（s）转化为气态硫原子时吸收能量280kJ，形成1molF-F、S-F键需放出的能量分别为160kJ、330kJ，试写出固态S单质和氟气反应生成SF6气体的热化学方程式______。

（3）用含氟牙膏刷牙，氟离子会与牙釉质[主要成分为Ca5（PO4）3OH]发生反应： Ca5（PO4）3OH（s）+F-（aq）Ca5（PO4）3F（s）+OH-（aq），该反应的平衡常数K=_____（已知Ksp[Ca5（PO4）3OH]=7×l0-37，Ksp[Ca5（PO4）3F]=2.8×l0-61）。

（4）聚四氟化烯常用于炊具的“不粘涂层”。制备四氟化烯的反应原理为：2CHClF2（g）C2F4（g）+2HCl（g）△H1（反应I），副反应为：3CHClF（g）C3F6（g）+3HCl（g）△H2（反应II），反应达到平衡时各气体的物质的量分数随温度的变化如图所示：

① 在恒温恒容的条件下，下列能够说明反应I达到化学平衡状态的是：_________（填标号）。

A.混合气体密度不再改变 B.混合气体平均相对分子质量不再改变

C.v正（C2F4）=2V逆（HCl） D.c（C2F4）与c（HCl）比值保持不变

② 图中曲线A表示的物质是：______（填化学式）。

③反应2CHClF2（g）C2F4（g）+2HCl（g）的△H_____0（填“＞”或“＜”）。

④工业上常在900℃以上通过裂解CHClF2来制取C2F4，其原因是______。

（5）25℃时，向amol/L的NaF溶液中滴加等体积bmol/L的盐酸使溶液呈中性（不考虑盐酸与氢氟酸的挥发，忽略溶液体积变化），则HF的电离平衡常数Ka=______。（用含a和b的代数式表示）

Answer 1

【答案】2：1 S(s) + 3F2(g) = SF6(g) ΔH = -1220kJ/mol 2.5×1024 BD HCl > C2F4的产率高，副产物C3F6的含量几乎为0

【解析】

⑴2F2＋2NaOH═2NaF＋H2O＋OF2，该反应中F的化合价从0价变为-1价，O元素的化合价从-2价变为+2价，氧化剂为F2，还原剂为NaOH，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，二氟化氧分子中F原子最外层达到8电子稳定结构，其正确的电子式为。

⑵反应热ΔH=反应物总键能生成物总键能，所以对于S(s) + 3F2(g) = SF6(g)，其反应热ΔH = 280kJ/mol+3×160kJ/mol - 6×330kJ/mol = -1220kJ/mol。

⑶Ca5(PO4)3F溶度积比Ca5(PO4)3OH小，该反应的平衡常数。

⑷①A选项，制备四氟化烯反应前后都为气体，在恒容的条件下，混合气体密度始终保持改变，故A错误；B选项，制备四氟化烯的反应，反应前后物质的量在变化，混合气体的平均相对分子质量，气体的质量在反应前后是守恒的，是一个反应前后物质的量会变化的反应，所以当M不变时，达到了平衡，故B正确；C选项，v正（C2F4）=2V逆（HCl），一正一逆满足，但不满足登记计量系数之比，故C错误；D选项，c(C2F4)与c(HCl)比值保持不变，说明各物质的量不变，达到了平衡，故D正确。

②根据两个方程式得出可知氯化氢的物质的量一直在增加，且增加量最大，因此A为氯化氢。

③根据图示可知，随着温度的升高CHClF2物质的量在减少，所以正反应为吸热反应，即2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)的△H > 0。

④通过图示可知，在900C以上，副产物C3F6的含量几乎为0，工业上常在900C以上通过裂解CHClF2来制取C2F4，其原因是C2F4的产率高，副产物C3F6的含量几乎为0。

⑸盐酸和NaF之间反应生成氯化钠和HF，溶液显示中性，所以NaF会剩余，则生成的

c(HF) = 0.5bmol/L，溶液呈中性，溶液显中性，故c(H+)= c(OH－)=1×10-7mol/L，根据电荷守恒，c(Cl－)=0.5bmol/L，c(F－) + c(Cl－)=c(Na+) =0.5amol/L，所以c(F－) = (0.5a

-0.5b) mol/L，HF的电离常数。

⑴2F2＋2NaOH═2NaF＋H2O＋OF2，该反应中F的化合价从0价变为-1价，O元素的化合价从-2价变为+2价，氧化剂为F2，还原剂为NaOH，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，二氟化氧分子中F原子最外层达到8电子稳定结构，其正确的电子式为，故答案为：2：1；。

⑵反应热ΔH=反应物总键能生成物总键能，所以对于S(s) + 3F2(g) = SF6(g)，其反应热ΔH = 280kJ/mol+3×160kJ/mol - 6×330kJ/mol = -1220kJ/mol，故答案为：S(s) + 3F2(g) = SF6(g) ΔH = -1220kJ/mol。

⑶Ca5(PO4)3F溶度积比Ca5(PO4)3OH小，该反应的平衡常数；故答案为：2.5×1024。

⑷①A选项，制备四氟化烯反应前后都为气体，在恒容的条件下，混合气体密度始终保持改变，故A错误；B选项，制备四氟化烯的反应，反应前后物质的量在变化，混合气体的平均相对分子质量，气体的质量在反应前后是守恒的，是一个反应前后物质的量会变化的反应，所以当M不变时，达到了平衡，故B正确；C选项，v正（C2F4）=2V逆（HCl），一正一逆满足，但不满足登记计量系数之比，故C错误；D选项，c(C2F4)与c(HCl)比值保持不变，说明各物质的量不变，达到了平衡，故D正确；综上所述，答案为：BD。

②根据两个方程式得出可知氯化氢的物质的量一直在增加，且增加量最大，因此A为氯化氢，故答案为：HCl。

③根据图示可知，随着温度的升高CHClF2物质的量在减少，所以正反应为吸热反应，即2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)的△H > 0，故答案为：> 。

④通过图示可知，在900C以上，副产物C3F6的含量几乎为0，工业上常在900C以上通过裂解CHClF2来制取C2F4，其原因是C2F4的产率高，副产物C3F6的含量几乎为0，故答案为：C2F4的产率高，副产物C3F6的含量几乎为0。

⑸盐酸和NaF之间反应生成氯化钠和HF，溶液显示中性，所以NaF会剩余，则生成的

c(HF) = 0.5bmol/L，溶液呈中性，溶液显中性，故c(H+)= c(OH－)=1×10-7mol/L，根据电荷守恒，c(Cl－)=0.5bmol/L，c(F－) + c(Cl－)=c(Na+) =0.5amol/L，所以c(F－) = (0.5a

-0.5b) mol/L，HF的电离常数，故答案为：。