Question

1．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bd．
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3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-（用离子方程式表示）．
已知AlF₆^3-在溶液中可稳定存在．
（3）F₂通入稀NaOH溶液中可生成OF₂，OF₂分子构型为V形，其中氧原子的杂化方式为sp³．
（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=-313kJ•mol^-1，F-F键的键能为159kJ•mol^-1，Cl-Cl键的键能为242kJ•mol^-1，则ClF₃中Cl-F键的平均键能为172kJ•mol^-1．ClF₃的熔、沸点比BrF₃的低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）a．阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，则；
b．离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关；
c．晶体的结构与电荷比、半径比有关；
d．离子化合物在熔融时能发生电离．
（2）F^-与Al³⁺能形成很难电离的配离子AlF₆^3-；
（3）根据价层电子对互斥理论分析，先计算价层电子对数，再判断中心原子的杂化类型，及分子构型；
（4）△H=反应物的总键能-生成物的总键能；相对分子质量越大，分子晶体的熔沸点越高．

解答 解：（1）a．阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，Ca²⁺与F^-间存在静电吸引作用，还存在静电斥力，故a错误；
b．离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关，离子半径越小，离子晶体的熔点越高，所以CaF₂的熔点高于CaCl₂，故b正确；
c．晶体的结构与电荷比、半径比有关，阴阳离子比为2：1的物质，与CaF₂晶体的电荷比相同，若半径比相差较大，则晶体构型不相同，故c错误；
d．CaF₂中的化学键为离子键，离子化合物在熔融时能发生电离，存在自由移动的离子，能导电，因此CaF₂在熔融状态下能导电，故b正确；
故答案为：bd；
（2）CaF₂难溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，因为在溶液中F^-与Al³⁺能形成很难电离的配离子AlF₆^3-，使CaF₂的溶解平衡正移，其反应的离子方程式为：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-；
故答案为：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-；
（3）OF₂分子中O原子的价层电子对数=2+$\frac{1}{2}$（6-2×1）=4，则O原子的杂化类型为sp³杂化，含有2个孤电子对，所以分子的空间构型为V形；
故答案为：V形；sp³；
（4）△H=反应物的总键能-生成物的总键能，设Cl-F键的平均键能为QkJ•mol^-1，
则242+159×3-2×3×Q=-313，解得Q=172；
相对分子质量越大，分子晶体的熔沸点越高，已知ClF₃的相对分子质量比BrF₃的小，所以ClF₃的熔、沸点比BrF₃的低；
故答案为：172；低．

点评 本题考查了物质结构与性质，题目涉及晶体熔沸点的比较、化学键、沉淀溶解平衡、杂化理论的应用、键能与反应热 的计算等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．