Question

【題目】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

（1）下列關(guān)于CaF2的表述正確的是_____。

a．Ca2+ 與F﹣間僅存在靜電吸引作用

b．F﹣的離子半徑小于Cl﹣，則CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2

c．陰陽(yáng)離子比為2∶1的物質(zhì)，均與CaF2晶體構(gòu)型相同

d．CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電

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

（3）F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構(gòu)型為_____，其中氧原子的雜化方式為____。

（4）F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2（g）+3F2（g）═2ClF3（g）△H=﹣313kJmol﹣1，F(xiàn)﹣F鍵能159kJmol﹣1，Cl﹣Cl鍵的鍵能為242kJmol﹣1，則ClF3中Cl﹣F鍵的平均鍵能為_(kāi)_______ kJmol﹣1，ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的_____（填“高”或“低”）。

（5）如圖為CaF2、H3BO3(層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的H3BO3分子通過(guò)氫鍵結(jié)合)、金屬銅三種晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①圖Ⅰ所示的CaF2晶胞中與Ca2+最近且等距離的F-數(shù)為____，圖Ⅲ中未標(biāo)號(hào)的銅原子形成晶體后周圍最緊鄰的銅原子數(shù)為____。

②圖Ⅱ所示的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最外層已達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的原子是____。H3BO3晶體中B原子個(gè)數(shù)與極性鍵個(gè)數(shù)比為____。

③三種晶體中熔點(diǎn)最低的是____，其晶體受熱熔化時(shí)，克服的微粒之間的相互作用力為________________。

Answer 1

【答案】 bd 3CaF2+Al3+=3Ca2++AlF63﹣ V形 sp3 172 低 8 12 O 1∶6 H3BO3 范德華力和氫鍵

【解析】（1）Ca2+ 與F﹣間存在離子鍵，離子鍵是陰陽(yáng)離子之間的靜電作用，包括吸引和排斥，所以選項(xiàng)a錯(cuò)誤。離子晶體的熔點(diǎn)一般取決于晶格能的大小，一般來(lái)說(shuō)電荷相等的前提下，離子半徑越小，晶格能越大，所以選項(xiàng)b正確。陰陽(yáng)離子比為2∶1的物質(zhì)，有的與CaF2晶體構(gòu)型相同，有的是反CaF2型，例如：Na2O。選項(xiàng)c錯(cuò)誤。CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態(tài)下離子鍵被破壞，離子能自由移動(dòng)所以能導(dǎo)電，選項(xiàng)d正確。

（2）CaF2電離的F-可以與Al3+進(jìn)行配位，從而使CaF2溶解，反應(yīng)為：3CaF2 + Al3+ = 3Ca2+ + AlF63﹣。

（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，OF2的中心原子O的價(jià)電子對(duì)為4，配位數(shù)為2，所以O為sp3雜化，分子為V形或者說(shuō)是折線形。

（4）反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能，設(shè)ClF3中Cl﹣F鍵的平均鍵能為X kJmol﹣1，有：242+3×159－2×3×X=－313，解方程得到X=172。ClF3和BrF3都是分子晶體，熔沸點(diǎn)高低取決于分子間作用力的大小，而結(jié)構(gòu)相似的前提下，分子間作用力的大小可用分子量的大小判斷，分子量越大，作用力越大，熔沸點(diǎn)越高。所以熔沸點(diǎn)應(yīng)該是ClF3小于BrF3。

（5）①以CaF2頂面中心的Ca2+為例，其與下方的4個(gè)四個(gè)F-以及其上方的另一個(gè)晶胞中的四個(gè)F-距離最近，所以CaF2晶胞中與Ca2+最近且等距離的F-數(shù)為8。圖Ⅲ中Cu為ABC型最緊密堆積，所以每個(gè)Cu的配位數(shù)都是12。

②H原子不可能達(dá)到8電子。B的最外層是3個(gè)電子，形成3個(gè)共價(jià)鍵最外層是6個(gè)電子。O形成兩個(gè)共價(jià)鍵就是8電子結(jié)構(gòu)（圖中三個(gè)鍵一個(gè)是氫鍵）。由圖示得到H3BO3的結(jié)構(gòu)為B(OH)3通過(guò)氫鍵形成的層狀結(jié)構(gòu)，所以1個(gè)B對(duì)應(yīng)了3個(gè)O－B和3個(gè)O－H，即H3BO3晶體中B原子個(gè)數(shù)與極性鍵個(gè)數(shù)比為1:6。

③H3BO3是分子晶體，應(yīng)該是其中熔點(diǎn)最低的。晶體熔化的時(shí)候應(yīng)該克服的作用力是分子間作用力和氫鍵。