题目内容
【题目】氟及其化合物用途十分广泛,回答下列问题:
(1)氟化物OF2、NF3、SiF4、PF5、SF6中,中心原子采取sp3杂化的是__。
(2)[H2F]+[SbF6]-(氟锑酸)是一种超强酸。锑的价电子排布式为__。阳离子[H2F]+的空间构型为__,写出[H2F]+的等电子体__(分子和离子各举一例)。
(3)SF6被广泛用于高压电器设备的绝缘介质。根据__理论,可判断出其空间构型为正八面体。SF6的键能可通过类似Born-Haber循环能量构建能量图(图甲)计算键能,则S-F的键能为___kJmol-1。
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(4)工业上电解Al2O3制取单质铝,常利用冰晶石Na3[AlF6]降低Al2O3的熔点。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3[AlF6]+3CO2↑+9H2O。
①测定气态HF的摩尔质量时,往往得不到20gmol-1的数据,原因是__。
②冰晶石的晶体不导电,但熔融时能导电,则在冰晶石晶体中存在__(填序号)。
a.离子键 b.极性键 c.配位键 d.范德华力
③反应物中元素(氢除外)的第一电离能从大到小的顺序为__(用元素符号表示)。
④工业上不用电解熔点更低的AlCl3制取铝的原因为__。
⑤冰晶石由两种微粒构成,冰晶石的晶胞结构如图乙所示,●位于大立方体的顶点和面心,○位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处所代表的微粒是__(填具体的微粒符号)。
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【答案】OF2、NF3、SiF4 5s25p3 V型 H2O或H2S、NH2- 价层电子互斥 327 部分气态HF分子间以氢键结合了 abc F>O>C>Al>Na AlCl3为分子晶体,熔融不导电,无法电解 Na+
【解析】
(1)OF2中O形成2个δ键,孤电子对=
=2,总共电子对数为2+2=4,所以OF2为sp3杂化,故符合题意;NF3中N形成3个δ键,孤电子对=
=1,总共电子对数为1+3=4,所以为sp3杂化,故符合题意; SiF4中Si形成4个δ键,没有孤电子对,总共电子对数为0+4=4,所以为sp3杂化,故符合题意;PF5中P形成5个δ键,没有孤电子对,总共电子对数为0+5=5,所以为sp3d杂化,故不符合题意;SF6中S形成6个δ键,孤电子对=
=0,总共电子对数为0+6=6为sp3d2杂化,故不符合题意;故答案为:OF2、NF3、SiF4;
(2)锑为第五周期第V主族元素,其价电子排布式为5s25p3。[H2F]+与H2O、NH2-互为等电子体,结构相似,其空间构型均为:V型,故答案:5s25p3;V型;H2O、NH2-;
(3)SF6被广泛用于高压电器设备的绝缘介质。根据价层电子互斥理论,可判断出其空间构型为正八面体。根据Born-Haber循环能量构建能量图可知,S(s)+3F2(g)
SF6的S-F的键能=
=327kJ·mol-1。故答案为:价层电子互斥;327;
(4)①因为HF分子间存在氢键,所以在测定气态HF的摩尔质量时,有部分HF分子通过氢键而结合了,往往得不到20gmol-1的数据,故答案:有部分HF分子通过氢键而结合了;
②冰晶石(Na3AlF6)晶体不导电,但熔融时能导电,说明属于离子化合物,含有离子键,由Na+、[AlF6]3-构成,[AlF6]3-中含有配位键,也属于极性键,故选:abc;
③冰晶石的生产原理为2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2Na3[AlF6]+3CO2↑+9H2O,反应物中元素(氢除外)还有Al、O、F、Na、C元素,根据非金属性越强,其电负性越强,电力能越大,所以他们的第一电离能从大到小的顺序为F>O>C>Al>Na;
④因为AlCl3为共建化合物,属于分子晶体,在熔融状态下,不能电离出Al3+,所以工业上不用电解熔点更低的AlCl3制取铝,故答案:因为AlCl3属于分子晶体,在熔融状态下,不能电离出Al3+;
⑤●的个数=8
+6
=4,○个数=12
+8=11,要使两种离子的个数之比为1:3,则大立方体的体心处所代表的微粒是Na+,故答案为:Na+;
【题目】通过学习,同学们对宏观辨识与微观探析,变化观念与平衡思想等学科素养有了进一步的认识和理解。请根据所学知识回答下列问题:
(1)铅蓄电池是典型的可充电型电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-
2PbSO4 +2H2O。放电时,负极的电极反应式是_______;充电时,当外电路通过 0.2 mol 电子时,理论上正极板的质量减少_________g。
(2)已知:常温下,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。
①常温下,某酸性 MgCl2 溶液中含有少量的 FeCl3 ,为了得到纯净的 MgCl2·2H2O 晶体,应加入_________填化学式),调节溶液的 pH=4,使溶液中的 Fe3+转化为 Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的 c(Fe3+)=_________mol·L-1。
②常温下,若将 0.01 mol·L-1 MgCl2 溶液与至少________mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合时有沉淀生成。
(3)25℃时,几种离子开始沉淀时的 pH 如下表:
离子 | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ |
pH | 7.6 | 5.2 | 10.4 |
当向含相同浓度 Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加 NaOH 溶液时,__________先沉淀(填离子符号),要使 0.3mol·L-1 硫酸铜溶液中Cu2+沉淀较为完全(当 Cu2+浓度降至 10-5 mol·L-1时),则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液 pH 为________(KspCu(OH)2=1×10-20)
【题目】T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00molNO2气体发生反应:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) H<0。实验测得:v正=k正c2(NO)·c(O2),v逆=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO2)如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO2)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.55 | 0.50 | 0.50 |
(1)从0~2s该反应的平均速率v(NO2)=__。
(2)T1温度时化学平衡常数K=__L·mol-1。
(3)化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=__。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=”)。