Question

【題目】氟及其化合物用途十分廣泛，回答下列問題：

（1）氟化物OF2、NF3、SiF4、PF5、SF6中，中心原子采取sp3雜化的是__。

（2）[H2F]+[SbF6]-(氟銻酸)是一種超強酸。銻的價電子排布式為__。陽離子[H2F]+的空間構型為__，寫出[H2F]+的等電子體__（分子和離子各舉一例）。

（3）SF6被廣泛用于高壓電器設備的絕緣介質。根據__理論，可判斷出其空間構型為正八面體。SF6的鍵能可通過類似Born-Haber循環能量構建能量圖（圖甲）計算鍵能，則S-F的鍵能為___kJmol-1。

（4）工業上電解Al2O3制取單質鋁，常利用冰晶石Na3[AlF6]降低Al2O3的熔點。冰晶石的生產原理為2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3[AlF6]+3CO2↑+9H2O。

①測定氣態HF的摩爾質量時，往往得不到20gmol-1的數據，原因是__。

②冰晶石的晶體不導電，但熔融時能導電，則在冰晶石晶體中存在__(填序號)。

a.離子鍵 b.極性鍵 c.配位鍵 d.范德華力

③反應物中元素（氫除外）的第一電離能從大到小的順序為__(用元素符號表示)。

④工業上不用電解熔點更低的AlCl3制取鋁的原因為__。

⑤冰晶石由兩種微粒構成，冰晶石的晶胞結構如圖乙所示，●位于大立方體的頂點和面心，○位于大立方體的12條棱的中點和8個小立方體的體心，那么大立方體的體心處所代表的微粒是__(填具體的微粒符號)。

Answer 1

【答案】OF2、NF3、SiF4 5s25p3 V型 H2O或H2S、NH2- 價層電子互斥 327 部分氣態HF分子間以氫鍵結合了 abc F＞O＞C＞Al＞Na AlCl3為分子晶體，熔融不導電，無法電解 Na+

【解析】

(1)OF2中O形成2個δ鍵，孤電子對==2，總共電子對數為2+2=4，所以OF2為sp3雜化，故符合題意；NF3中N形成3個δ鍵，孤電子對==1，總共電子對數為1+3=4，所以為sp3雜化，故符合題意； SiF4中Si形成4個δ鍵，沒有孤電子對，總共電子對數為0+4=4，所以為sp3雜化，故符合題意；PF5中P形成5個δ鍵，沒有孤電子對，總共電子對數為0+5=5，所以為sp3d雜化，故不符合題意；SF6中S形成6個δ鍵，孤電子對==0，總共電子對數為0+6=6為sp3d2雜化，故不符合題意；故答案為：OF2、NF3、SiF4；

(2)銻為第五周期第V主族元素，其價電子排布式為5s25p3。[H2F]+與H2O、NH2-互為等電子體，結構相似，其空間構型均為：V型，故答案：5s25p3；V型；H2O、NH2-；

(3)SF6被廣泛用于高壓電器設備的絕緣介質。根據價層電子互斥理論，可判斷出其空間構型為正八面體。根據Born-Haber循環能量構建能量圖可知，S(s)+3F2(g)SF6的S-F的鍵能==327kJ·mol-1。故答案為：價層電子互斥；327；

(4)①因為HF分子間存在氫鍵，所以在測定氣態HF的摩爾質量時，有部分HF分子通過氫鍵而結合了，往往得不到20gmol-1的數據，故答案：有部分HF分子通過氫鍵而結合了；

②冰晶石(Na3AlF6)晶體不導電，但熔融時能導電，說明屬于離子化合物，含有離子鍵，由Na+、[AlF6]3-構成，[AlF6]3-中含有配位鍵，也屬于極性鍵，故選：abc；

③冰晶石的生產原理為2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3[AlF6]+3CO2↑+9H2O，反應物中元素(氫除外)還有Al、O、F、Na、C元素，根據非金屬性越強，其電負性越強，電力能越大，所以他們的第一電離能從大到小的順序為F＞O＞C＞Al＞Na；

④因為AlCl3為共建化合物，屬于分子晶體，在熔融狀態下，不能電離出Al3+，所以工業上不用電解熔點更低的AlCl3制取鋁，故答案：因為AlCl3屬于分子晶體，在熔融狀態下，不能電離出Al3+；

⑤●的個數=8 +6=4，○個數=12+8=11，要使兩種離子的個數之比為1:3，則大立方體的體心處所代表的微粒是Na+，故答案為：Na+；