Question

（15分）在銅的催化作用下氨和氟反應得到一種銨鹽和一種三角錐體分子A（鍵角102^o，偶極矩0.78x10^-30 C?m；對比：氨的鍵角107.3^o，偶極矩4.74x10^-30 C?m)；

4-1  寫出A的分子式和它的合成反應的化學方程式。

4-2  A分子質子化放出的熱明顯小于氨分子質子化放出的熱。為什么？

4-3  A與汞共熱，得到一種汞鹽和一對互為異構體的B和C（相對分子質量66）。寫出化學方程式及B和C的立體結構。                                      

4-4  B與四氟化錫反應首先得到平面構型的D和負二價單中心陰離子E構成的離子化合物；這種離子化合物受熱放出C，同時得到D和負一價單中心陰離子F構成的離子化合物。畫出D、E、F的立體結構；寫出得到它們的化學方程式。

4-5  A與F₂、BF₃反應得到一種四氟硼酸鹽，它的陽離子水解能定量地生成A和HF，而同時得到的O₂和H₂O₂的量卻因反應條件不同而不同。寫出這個陽離子的化學式和它的合成反應的化學方程式，并用化學方程式和必要的推斷對它的水解反應產物作出解釋。

Answer 1

4-1 NF₃ （1分）  4NH₃ + 3F₂ = NF₃ + 3NH₄F（1分）            （共2分）

4-2  N-F 鍵的偶極方向與氮原子孤對電子的偶極方向相反，導致分子偶極矩很小，因此質子化能力遠比氨質子化能力小。 畫圖說明也可，如：

                    （1分）

4-3  2NF₃ +2Hg = N₂F₂ + 2HgF­₂ （1分）

 (14+19)X2=66  （每式1分）                （共3分）

                                     

4-4：   D    E    F （每式1分）

  2 N₂F₂ + SnF₄ = [N₂F⁺]₂[SnF₆]^2-   （1分）

      [N₂F⁺]₂[SnF₆]^2- = [N₂F] ⁺[SnF₅]^- + N₂F₂  （1分）                      （共5分）

4-5  陽離子的化學式為NF₄⁺。（1分）

    NF₃ + F₂ + BF₃ = NF₄⁺BF₄^-   （1分）

    NF₄⁺水解反應首先得到HOF （否則寫不出配平的NF₄⁺水解反應）:

    NF₄⁺+H₂O = NF₃+HOF+H⁺ 定量生成NF₃。（1分）

    而反應2HOF = 2HF+O₂和反應HOF+H₂O = HF+H₂O_­2 哪一反應為主與反應條件有關，但無論哪一反應為主卻總是定量生成HF。（1分）                              （共4分）