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)

\ce{NF3}

在哪个电极上生成？写出配平的半反应。(b) 相关化合物

\ce{NH2F}

、

\ce{NHF2}

很不稳定，作为副产物生成。

\ce{NF3}

、

\ce{NHF2}

、

\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

\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)

\ce{NF4+}

盐可由

\ce{NF3}

与

\ce{F2}

在适当试剂存在下生成——提出试剂并写出方程式。(f)

\ce{NF4+}

水解生成

\ce{NF3}

与

\ce{O2}

，但

\ce{O2}

常少于理论量；写出水解方程式及一个能降低

\ce{O2}

\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

\ce{NF3}

与

\ce{F2}

释放，且

n(\ce{F2}) = 2.5\,n(\ce{NF3})

。求该盐的化学式。

第 6/6 步：推断盐的化学式

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x{:}y = 1{:}4 \text{ in } (\ce{NF4})_x\ce{AF}_y;\quad 65.6\%\,\text{F} \Rightarrow A = \ce{Xe} \Rightarrow (\ce{NF4})_2\ce{XeF8}

分析

每个 $\ce{NF4+}$ 释放一个 $\ce{NF3}$ ； $n(\ce{F2}):n(\ce{NF3}) = 2.5:1$ 表明阴离子还提供 F。计释放的 F 原子：每个 $\ce{NF4+}$ ， $\ce{NF3}$ 带 3 个 F，2.5 $\ce{F2}$ 带 5 个 F，共 8，故阴离子 $\ce{AF}_y^{x-}$ 须满足电荷与 F 守恒，得 $x:y = 1:4$ ，即 $\ce{(NF4)2AF8}$ 型。F 质量分数 65.6% 给出 $M_A \approx 131$ ——氙——故盐为 $\ce{(NF4)2XeF8}$ （65.9% F）。

常见错误. 不要忘了阴离子本身也含有可释放的氟——2.5:1 的比例正是线索；忽略它就会试图凑一个不含 F 的阴离子。