一道有關“氟”的改編題賞析

文章編號：1005－6629(2008)10－0077－02中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

[題目] 一定條件下，氟化氫氣體能以（HF）n形式存在，已知氟化氫氣體中存在下面的平衡：2H3F3 3H2F2，△H>0；H2F22HF，△H>0。則：

（1）若在定溫、定容下再充入H3F3 ，則H3F3 和HF的濃度（mol/L）比值將_____；同樣在定溫、定容下改充入HF，則H3F3和HF的濃度（mol/L）比值將 _____；（填增大、減小、不變、無法確定）

（2）若氣體的平均摩爾質量為42g/mol，則H3F3 的體積分數_____；（填某一具體數值或范圍）

（3）若用等邊三角形來表示上述三組分的濃度分數，如下圖所示：等邊三角形的三個頂點分別代表純組分HF、H2F2和H3F3，而各邊則表示由相應頂點組分所形成的二組分體系 (其組成一般按逆時針方向讀數)。則圖中三角形內部的點A所表示的各組分的濃度分數分別是：_____________________；

（4）XeF8是一種尚未合成的化合物，預測它的空間構型為_________；F有二種同位素，則XeF8有_________種不同分子。（不考慮順反異構和旋光異構）

[命題意圖] 本題屬于深度改編題，著重考查了數學思想、模型和假說等在化學中的運用，以及“能夠敏捷、準確地獲取試題所給的相關信息，并已有知識整合，在分析評價的基礎上應用新信息的能力”。其中（1）、（2）、（3）從定性到半定量再到定量， 有梯度，呈螺旋上升， 而（3）、（4）從平面過渡到空間，加大深層次思維能力的考查以及對優秀個體的選拔性。從整個設問來看，試題在創設了一種靈活、相對真實但較為復雜、抽象的情境前提下，既有“知識立意”，如化學平衡理論、平均摩爾質量和同位素等概念的考查，又有對在理解信息的基礎上應用知識、方法分析和解決問題“能力”的考查，很好地做到了“情境”、“知識”和“能力”的立體化考查，能較好發揮試題測量與評估之功效。

[思路點撥]

（1）運用“虛擬平衡疊加”法，不難推出結果。

（2）令H3F3、H2F2、HF的體積分數分別為a、b、c，則a+b+c=1，由氣體的平均摩爾質量有42=60a+40b+20c，整理即得：2a+b=1.1，因a+b＜1，所以a＞0.1。

（3）考查學生攝取信息的能力以及創造思維能力，有難度。從試題信息可看出，三角形內任一點都代表三組分體系，過A點所引的平行于各邊的“平行線”（取到各邊的相應線段）的長度之和應等于三角形任一邊之長（100%），因此，A點的組成可由這些平行線在各邊上所截距離來表示，按照逆時針方向HF、H2F2、H3F3的體積分數分別為40%、40%和20%。

（4）考查學生分類討論思想、變換圖形的空間想象和轉換思維能力。八個原子在空間最為對稱的排列應是正方體。如下圖所示（令邊長為1）：

假設F有aF、bF二種同位素，則XeF8的具體組成分類及其分子種類如下：

[答案]

（1）增大、增大

（2）＞10%

（3）HF%=40%，H2F2%=40%，H3F3%=20%

（4）正方體，22

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