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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。
第 4/6 步:NFX4X+\ce{NF4+} 离子的合成
NFX3+FX2+SbFX5→NFX4X++SbFX6X−\ce{NF3 + F2 + SbF5 -> NF4+ + SbF6-}
分析

强氟离子受体(路易斯酸)如 SbFX5\ce{SbF5} 移去 FX−\ce{F-},使 FX2\ce{F2} 可将 NFX3\ce{NF3} 氟化为 NFX4X+\ce{NF4+} 阳离子;AsFX5\ce{AsF5}、BFX3\ce{BF3} 亦可。