Question

【題目】氟在自然界中常以CaF2的形式存在。

(1)下列有關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的熔點高于CaCl2

c．陰陽離子比為2∶1的物質，均與CaF2晶體構型相同

d．CaF2中的化學鍵為離子鍵，因此CaF2在熔融狀態下能導電

(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)。已知AlF在溶液中可穩定存在。

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

(4)F2與其他鹵素單質反應可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g) ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F鍵的鍵能為159 kJ·mol－1，Cl—Cl鍵的鍵能為242 kJ·mol－1，則ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能為________kJ·mol－1。ClF3的熔、沸點比BrF3的________(填“高”或“低”)。

Answer 1

【答案】(1)bd

(2)3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF

(3)V形 sp3 (4)172 低

【解析】(1)a項，Ca2＋與F－間不僅存在靜電吸引，同時原子核與原子核之間、電子與電子之間也存在靜電排斥，錯誤。b項，因CaF2、CaCl2均為離子晶體，F－的離子半徑小于Cl－，離子晶體的晶格能與離子所帶電荷數成正比，與離子核間距成反比，故CaF2晶體的晶格能大于CaCl2。晶格能越大，離子晶體的熔點越高，故CaF2的熔點高于CaCl2，正確。c項，陰、陽離子個數比相同，晶體構型不一定相同。d項，CaF2是離子化合物，在熔融狀態下能電離產生自由移動的離子，故CaF2在熔融狀態下能導電，正確。(2)由信息可知，CaF2(s)Ca2＋(aq)＋2F－(aq)，Al3＋與F－可形成配離子AlF，從而促進了CaF2溶解平衡的正向移動，故反應的離子方程式為3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF。(3)OF2分子中，中心原子的價層電子對數為×(6＋1×2)＝4，成鍵電子對數為2，因此分子構型為V形，O原子的雜化方式為sp3雜化。(4)設Cl—F鍵的平均鍵能為x。根據反應的焓變＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和可知，Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)的ΔH＝242 kJ·mol－1＋159 kJ·mol－1×3－6x＝－313 kJ·mol－1，則x＝172 kJ·mol－1。ClF3和BrF3為結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，其熔、沸點越高，因ClF3的相對分子質量小于BrF3，故ClF3的熔、沸點低于BrF3。