Chemistry Labs

国际化学奥林匹克 · 2016年

题目

  1. 第 1 题三氟化氮是一种出奇稳定的化合物,最早由氟化铵与氟化氢混合物的熔盐电解制得。(a) NFX3\ce{NF3} 在哪个电极上生成?写出配平的半反应。(b) 相关化合物 NHX2F\ce{NH2F}、NHFX2\ce{NHF2} 很不稳定,作为副产物生成。NFX3\ce{NF3}、NHFX2\ce{NHF2}、NHX2F\ce{NH2F} 中哪个在最低温度下凝聚?(c) 这些分子的 N–F 键长为 136、140、142 pm;用简单的静电(部分电荷)模型进行归属。(d) 将 NHFX2\ce{NHF2} 通入 HF 中的 KF 溶液,得到以两种几何异构体混合物形式存在的氮–氟二元化合物;写出其生成方程式。(e) NFX4X+\ce{NF4+} 盐可由 NFX3\ce{NF3} 与 FX2\ce{F2} 在适当试剂存在下生成——提出试剂并写出方程式。(f) NFX4X+\ce{NF4+} 水解生成 NFX3\ce{NF3} 与 OX2\ce{O2},但 OX2\ce{O2} 常少于理论量;写出水解方程式及一个能降低 OX2\ce{O2}:NFX3\ce{NF3} 比例的副反应。(g) 某四氟铵盐(固体火箭燃料候选)含氟 65.6%(质量分数),加热时全部以 NFX3\ce{NF3} 与 FX2\ce{F2} 释放,且 n(FX2)=2.5 n(NFX3)n(\ce{F2}) = 2.5\,n(\ce{NF3})。求该盐的化学式。解答: 1
  2. 第 2 题氧化亚铜 CuX2O\ce{Cu2O} 是一种用于固态电子器件和太阳能电池的半导体。其立方晶胞参数为 a=427.0a = 427.0 pm,氧原子(A)构成体心立方子点阵,铜原子(B)构成面心立方子点阵。(a) Cu 和 O 的配位数各是多少?(b) 计算最短的 O−O\ce{O-O}、Cu−O\ce{Cu-O} 与 Cu−Cu\ce{Cu-Cu} 间距。(c) 计算化学计量 CuX2O\ce{Cu2O} 的理论密度(g cm−3^{-3})。(d) 某非化学计量样品中 0.2%0.2\% 的 Cu 原子被氧化为 CuX2+\ce{Cu^2+}。Cu 格位的空位百分比是多少,CuX2−xO\ce{Cu_{2-x}O} 中的 xx 为多少?(e) 写出 CuX2O\ce{Cu2O} 与下列物质反应的配平化学方程式:(1) 潮湿空气中的 OX2\ce{O2};(2) 稀硫酸;(3) 热浓硫酸。解答: 1