Question

【題目】氟的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)殺蟲劑、滅火劑及特種塑料等方面用途廣泛。

（1）在2％的氫氧化鈉溶液中通入氟氣，發(fā)生反應(yīng)：2F2＋2NaOH═2NaF＋H2O＋OF2。該反應(yīng)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____，OF2的電子式為___。

（2）SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體材料，分子結(jié)構(gòu)中只存在S-F鍵，已知1molS（s）轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子時(shí)吸收能量280kJ，形成1molF-F、S-F鍵需放出的能量分別為160kJ、330kJ，試寫出固態(tài)S單質(zhì)和氟氣反應(yīng)生成SF6氣體的熱化學(xué)方程式______。

（3）用含氟牙膏刷牙，氟離子會(huì)與牙釉質(zhì)[主要成分為Ca5（PO4）3OH]發(fā)生反應(yīng)： Ca5（PO4）3OH（s）+F-（aq）Ca5（PO4）3F（s）+OH-（aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____（已知Ksp[Ca5（PO4）3OH]=7×l0-37，Ksp[Ca5（PO4）3F]=2.8×l0-61）。

（4）聚四氟化烯常用于炊具的“不粘涂層”。制備四氟化烯的反應(yīng)原理為：2CHClF2（g）C2F4（g）+2HCl（g）△H1（反應(yīng)I），副反應(yīng)為：3CHClF（g）C3F6（g）+3HCl（g）△H2（反應(yīng)II），反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示：

① 在恒溫恒容的條件下，下列能夠說明反應(yīng)I達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是：_________（填標(biāo)號(hào)）。

A.混合氣體密度不再改變 B.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

C.v正（C2F4）=2V逆（HCl） D.c（C2F4）與c（HCl）比值保持不變

② 圖中曲線A表示的物質(zhì)是：______（填化學(xué)式）。

③反應(yīng)2CHClF2（g）C2F4（g）+2HCl（g）的△H_____0（填“＞”或“＜”）。

④工業(yè)上常在900℃以上通過裂解CHClF2來制取C2F4，其原因是______。

（5）25℃時(shí)，向amol/L的NaF溶液中滴加等體積bmol/L的鹽酸使溶液呈中性（不考慮鹽酸與氫氟酸的揮發(fā)，忽略溶液體積變化），則HF的電離平衡常數(shù)Ka=______。（用含a和b的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】2：1 S(s) + 3F2(g) = SF6(g) ΔH = -1220kJ/mol 2.5×1024 BD HCl > C2F4的產(chǎn)率高，副產(chǎn)物C3F6的含量幾乎為0

【解析】

⑴2F2＋2NaOH═2NaF＋H2O＋OF2，該反應(yīng)中F的化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?/span>-1價(jià)，O元素的化合價(jià)從-2價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，氧化劑為F2，還原劑為NaOH，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1，二氟化氧分子中F原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其正確的電子式為。

⑵反應(yīng)熱ΔH=反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能，所以對(duì)于S(s) + 3F2(g) = SF6(g)，其反應(yīng)熱ΔH = 280kJ/mol+3×160kJ/mol - 6×330kJ/mol = -1220kJ/mol。

⑶Ca5(PO4)3F溶度積比Ca5(PO4)3OH小，該反應(yīng)的平衡常數(shù)。

⑷①A選項(xiàng)，制備四氟化烯反應(yīng)前后都為氣體，在恒容的條件下，混合氣體密度始終保持改變，故A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，制備四氟化烯的反應(yīng)，反應(yīng)前后物質(zhì)的量在變化，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量，氣體的質(zhì)量在反應(yīng)前后是守恒的，是一個(gè)反應(yīng)前后物質(zhì)的量會(huì)變化的反應(yīng)，所以當(dāng)M不變時(shí)，達(dá)到了平衡，故B正確；C選項(xiàng)，v正（C2F4）=2V逆（HCl），一正一逆滿足，但不滿足登記計(jì)量系數(shù)之比，故C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，c(C2F4)與c(HCl)比值保持不變，說明各物質(zhì)的量不變，達(dá)到了平衡，故D正確。

②根據(jù)兩個(gè)方程式得出可知氯化氫的物質(zhì)的量一直在增加，且增加量最大，因此A為氯化氫。

③根據(jù)圖示可知，隨著溫度的升高CHClF2物質(zhì)的量在減少，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)的△H > 0。

④通過圖示可知，在900C以上，副產(chǎn)物C3F6的含量幾乎為0，工業(yè)上常在900C以上通過裂解CHClF2來制取C2F4，其原因是C2F4的產(chǎn)率高，副產(chǎn)物C3F6的含量幾乎為0。

⑸鹽酸和NaF之間反應(yīng)生成氯化鈉和HF，溶液顯示中性，所以NaF會(huì)剩余，則生成的

c(HF) = 0.5bmol/L，溶液呈中性，溶液顯中性，故c(H+)= c(OH－)=1×10-7mol/L，根據(jù)電荷守恒，c(Cl－)=0.5bmol/L，c(F－) + c(Cl－)=c(Na+) =0.5amol/L，所以c(F－) = (0.5a

-0.5b) mol/L，HF的電離常數(shù)。

⑴2F2＋2NaOH═2NaF＋H2O＋OF2，該反應(yīng)中F的化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?/span>-1價(jià)，O元素的化合價(jià)從-2價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，氧化劑為F2，還原劑為NaOH，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1，二氟化氧分子中F原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其正確的電子式為，故答案為：2：1；。

⑵反應(yīng)熱ΔH=反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能，所以對(duì)于S(s) + 3F2(g) = SF6(g)，其反應(yīng)熱ΔH = 280kJ/mol+3×160kJ/mol - 6×330kJ/mol = -1220kJ/mol，故答案為：S(s) + 3F2(g) = SF/span>6(g) ΔH = -1220kJ/mol。

⑶Ca5(PO4)3F溶度積比Ca5(PO4)3OH小，該反應(yīng)的平衡常數(shù)；故答案為：2.5×1024。

⑷①A選項(xiàng)，制備四氟化烯反應(yīng)前后都為氣體，在恒容的條件下，混合氣體密度始終保持改變，故A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，制備四氟化烯的反應(yīng)，反應(yīng)前后物質(zhì)的量在變化，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量，氣體的質(zhì)量在反應(yīng)前后是守恒的，是一個(gè)反應(yīng)前后物質(zhì)的量會(huì)變化的反應(yīng)，所以當(dāng)M不變時(shí)，達(dá)到了平衡，故B正確；C選項(xiàng)，v正（C2F4）=2V逆（HCl），一正一逆滿足，但不滿足登記計(jì)量系數(shù)之比，故C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，c(C2F4)與c(HCl)比值保持不變，說明各物質(zhì)的量不變，達(dá)到了平衡，故D正確；綜上所述，答案為：BD。

②根據(jù)兩個(gè)方程式得出可知氯化氫的物質(zhì)的量一直在增加，且增加量最大，因此A為氯化氫，故答案為：HCl。

③根據(jù)圖示可知，隨著溫度的升高CHClF2物質(zhì)的量在減少，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)的△H > 0，故答案為：> 。

④通過圖示可知，在900C以上，副產(chǎn)物C3F6的含量幾乎為0，工業(yè)上常在900C以上通過裂解CHClF2來制取C2F4，其原因是C2F4的產(chǎn)率高，副產(chǎn)物C3F6的含量幾乎為0，故答案為：C2F4的產(chǎn)率高，副產(chǎn)物C3F6的含量幾乎為0。

⑸鹽酸和NaF之間反應(yīng)生成氯化鈉和HF，溶液顯示中性，所以NaF會(huì)剩余，則生成的

c(HF) = 0.5bmol/L，溶液呈中性，溶液顯中性，故c(H+)= c(OH－)=1×10-7mol/L，根據(jù)電荷守恒，c(Cl－)=0.5bmol/L，c(F－) + c(Cl－)=c(Na+) =0.5amol/L，所以c(F－) = (0.5a

-0.5b) mol/L，HF的電離常數(shù)，故答案為：。