题目内容

【题目】氟及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:

(1)聚四氟乙烯商品名称为“特氟龙”,可做不粘锅涂层。它是一种准晶体,该晶体是一种无平移周期序、但有严格准周期位置序的独特晶体。可通过____方法区分晶体、准晶体和非晶体。

(2)基态锑(Sb)原子价电子排布的轨道式为____。[H2F]+[SbF6]-(氟酸锑)是一种超强酸,存在[H2F]+,该离子的空间构型为______,依次写出一种与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的分子和阴离子分别是_______、_________。

(3)硼酸(H3BO3)和四氟硼酸铵(NH4BF4)都有着重要的化工用途。

①H3BO3和NH4BF4涉及的四种元素中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序_____(填元素符号)。

②H3BO3本身不能电离出H+,在水中易结合一个OH﹣生成[B(OH)4]﹣,而体现弱酸性。[B(OH)4]﹣中B原子的杂化类型为_____。

③NH4BF4(四氟硼酸铵)可用作铝或铜焊接助熔剂、能腐蚀玻璃等。四氟硼酸铵中存在_______(填序号):

A.离子键 B.σ键 C.π键 D.配位键 E.范德华力

(4)某砷镍合金的晶胞如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度ρ=____g/cm3。

【答案】X-射线衍射 V型 H2O NH2- F>N>O>B sp3 ABD

【解析】

(1)晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间;

(2)Sb的价电子为5s能级上2个电子、5p能级上3个电子;

[H2F]+与H2O、NH2-等互为等电子体,结构相似;

(3)①涉及的第二周期元素有B、N、O、F元素,第二周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素;

②[B(OH)4]-中B原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断B原子杂化类型;

③NH4BF4中阴阳离子之间存在离子键,N原子和H原子之间存在共价键且其中一个是配位键,B原子和F原子之间存在共价键且其中一个是配位键,共价单键为σ键;

(4)先根据均摊方法确定晶胞中含有的As、Ni原子个数,在计算晶胞的体积,最后根据计算。

(1)从外观无法区分三者,但用X光照射会发现:晶体对X射线发生衍射,非晶体不发生衍射,准晶体介于二者之间,因此通过有无X射线衍射现象即可确定;

(2)Sb的价电子为5s能级上2个电子、5p能级上3个电子,所以其价电子轨道式为;

[H2F]+与H2O、NH2-等互为等电子体,结构相似,为V形;

(3)①涉及的第二周期元素有B、N、O、F元素,第二周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族元素的原子核外处于其轨道的全充满稳定状态、第VA族元素原子核外电子处于其轨道的半充满的稳定状态,因此它们的第一电离能大于相邻元素,B、N、O、F分别位于第IIIA族、第VA族、第VIA族、第VIIA族,所以第一电离能大小顺序为F>N>O>B;

②[B(OH)4]-中B原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断B原子杂化类型为sp3杂化;

③NH4BF4中阴、阳离子之间存在离子键,N原子和H原子之间存在共价键结合且其中有一个是配位键,B原子和F原子之间存在共价键且其中一个是配位键,共价单键为σ键,所以四氟硼酸铵中存在离子键、σ键、配位键,故合理选项是ABD;

(4)根据砷镍合金的晶胞示意图可知该晶胞中As原子个数是2、Ni原子个数=4×+4×+2×+2×=2,其体积=(a×10-10cm×a×10-10cm×)×c×10-10 cm=a2c×10-30cm3,晶胞密度ρ=g/cm3= g/cm3。

练习册系列答案
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【题目】硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意如下:

(1)焦炭在过程Ⅰ中作______剂。

(2)过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式是____。

(3)整个制备过程必须严格控制无水。

①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应的化学方程式是_____。

②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是____。

(4)Zn还原SiCl4的反应如下:

反应1: 400℃~756℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1<0

反应2: 756℃~907℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2<0

反应3: 907℃~1410℃,SiCl4(g) + 2Zn(g)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3<0

① 对于上述三个反应,下列说法合理的是_____。

a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行

c.增大压强能提高反应的速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4

② 实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是____。

③ 已知Zn(l)=Zn(g) ΔH = +116 KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%,每投入1mol SiCl4,“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。

(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程_____。

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