卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题: (1…——2023 高考化学第 14 题答案解析

2023_山东卷 (化学)

2023 山东 第 14 题 填空题 区分题
2023_山东卷 (化学)

16. 卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1) 40-℃时, 2F与冰反应生成HOF利HF。常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型
为_____,HOF水解反应的产物为_____(填化学式)。
(2) 2ClO中心原子为Cl, 2ClO中心原子为O,二者均为V形结构,但 2ClO中存在大π键53Π。
2ClO中Cl原子的轨道杂化方式_____;为O Cl O- -键角_____ Cl O Cl- -键角(填“>”“ <”或
“ =” )。比较 2ClO与 2ClO中Cl O-键的键长并说明原因_____。
(3)一定条件下, 2CuCl K、和 2F反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所
示(晶胞参数a b c,αβγ$90=$ ¹ = = = °),其中Cu化合价为 2+。上述反应的化学方程式为_____。若阿伏
加德罗常数的值为 AN,化合物X的密度ρ=_____ 3g cm-×(用含 AN的代数式表示)。

参考答案

(1) ①. 分子晶体; (2) HF 、 2 2H O和 2O (2) ①. 2sp ②. >; (3) 2ClO分子中Cl O-键的键长小于 2ClO中Cl O-键的键长,其原因是: 2ClO分子中既存在 σ 键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中 Cl O-键的键长较小, 而 2ClO只存在普通的 σ 键。 (3) ①. $2 2 2 4CuCl 4K 2F K CuF 2KCl+ + = +$ ②. 302A436 10a cN´

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【答案】 (1) ①. 分子晶体 ②. HF 、 2 2H O和 2O
(2) ①. 2sp ②. > ③. 2ClO分子中Cl O-键的键长小于 2ClO中Cl O-键的键长,其原因

是: 2ClO分子中既存在 σ 键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中 Cl O-键的键长较小,
而 2ClO只存在普通的 σ 键。
(3) ①. $2 2 2 4CuCl 4K 2F K CuF 2KCl+ + = +$ ②.
302A436 10a cN´
【解析】
【小问 1 详解】
常温常压下,HOF为无色气体,则HOF的沸点较低,因此,固态 HOF 的晶体类型为分子晶体。HOF
分子中 F 显-1 价,其水解时结合 2H O电离的H+生成 HF,则OH+结合 2H O电离的O H-,两者反应生成
2 2H O, 2 2H O不稳定,其分解生成 2O,因此,HOF水解反应的产物为 HF 、 2 2H O和 2O。
【小问 2 详解】
2ClO中心原子为Cl, 2ClO中心原子为O,二者均为 V 形结构,但 2ClO中存在大π键( 53P)。由 2ClO中
存在 53P可以推断,其中Cl原子只能提供 1 对电子,有一个O原子提供 1 个电子,另一个O原子提供 1 对
电子,这 5 个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,与
另一个O形成的是普通的共价键(σ 键,这个O只提供了一个电子参与形成大π键) , Cl的价层电子对
数为 3,则Cl原子的轨道杂化方式为 2sp; 2ClO中心原子为O,根据价层电子对的计算公式可知
6 1 2n 42+ ´= =,因此,O的杂化方式为 3sp;根据价层电子对互斥理论可知,$n 4=$时,价电子对的几
何构型为正四面体,$n 3=$时,价电子对的几何构型平面正三角形, 2sp杂化的键角一定大于 3sp的,因
此,虽然 2ClO和 2ClO均为V形结构,但O Cl O- -键角大于Cl O Cl- -键角,孤电子对对成键电子对
的排斥作用也改变不了这个结论。 2ClO分子中Cl O-键的键长小于 2ClO中Cl O-键的键长,其原因
是: 2ClO分子中既存在 σ 键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中Cl O-键的键长较
小,而 2ClO只存在普通的 σ 键。
【小问 3 详解】
一定条件下, 2CuCl、K和 2F反应生成KCl和化合物 X。已知X 属于四方晶系,其中Cu 化合价为+2。由
晶胞结构图可知,该晶胞中含有黑球的个数为 18 2 44´ + =、白球的个数为 1 116 4 2 84 2´ + ´ + =、灰色球

的个数为 18 1 28´ + =,则 X 中含有 3 种元素,其个数比为 1:2:4,由于其中 Cu 化合价为+2、F的化合价为-
1、K 的化合价为 +1,根据化合价代数和为 0,可以推断 X 为 2 4K CuF,上述反应的化学方程式为
$2 2 2 4CuCl 4K 2F K CuF 2KCl+ + = +$。若阿伏加德罗富数的值为 AN,晶胞的质量为
A2 218gN´
,晶胞的体
积为 $2 3 2 30 3a cpm a c 10 cm-=$ ´,化合物 X 的密度 30A2 30 3 2A2 218g436 10a c 10 cm a cNNr-´´= =´3g cm-×。

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