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第 1 题

1956年,Huisgen与Ugi合成了化合物 PhX\ce{PhX} (A),27年后由单晶X射线衍射明确证实。2001年量子化学预测了 FeXX2\ce{FeX2} 分子 (B),FeX2+\ce{Fe^{2+}} 与 2XX−2\ce{X-} 键能接近等电子分子 FeYX2\ce{FeY2} (C,1951年发现,浅橙色,熔点 173 ∘C173\ ^{\circ}\mathrm{C},沸点 249 ∘C249\ ^{\circ}\mathrm{C},稳定至 450 ∘C450\ ^{\circ}\mathrm{C})。随后用对甲氧基苯胺与 NaQ\ce{NaQ} 制备A的衍生物,在硝酸锌存在下于 −40 ∘C-40\ ^{\circ}\mathrm{C} 用CAN氧化得到复盐 Zn(X)(NOX3)\ce{Zn(X)(NO3)} (D)。−20 ∘C-20\ ^{\circ}\mathrm{C} 下D分解放气生成含相同元素、含锌 38.59 % 的盐 Zn(Q)(NOX3)\ce{Zn(Q)(NO3)} (E)。B的异构体 F (1999年) 与铁化合物 G(浅黄色液体,不溶于冷水,用于制高纯铁粉)等电子。2017年得到稳定盐 H:含 XX−\ce{X-} 阴离子、氯离子、铵根和水合氢离子,含H 4.31%、N 81.42%、Cl 6.06%。(1) 写出 HX\ce{HX}、D、E的分子式并识别A–C。(2) 写出Huisgen–Ugi合成 PhX\ce{PhX} 的反应方程式。(3) 识别F和G。(4) 计算H的分子式。
第 5/5 步:盐H的化学式
Mformula(H)=35.4530.0606=585 g mol−1⇒(HX3O)X3(NHX4)X4(NX5)X6Cl (formula: ClHX25NX34OX3)M_{\text{formula}}(\text{H}) = \frac{35.453}{0.0606} = 585\ \text{g mol}^{-1} \Rightarrow \ce{(H3O)3(NH4)4(N5)6Cl}\ (\text{formula: } \ce{ClH25N34O3})
分析

假设含1个Cl:M=585M = 585 g/mol,含 25 H25\,\ce{H}、34 N34\,\ce{N}、3 O3\,\ce{O}。3个O为 3 HX3OX+3\,\ce{H3O+},余16个H对应 4 NHX4X+4\,\ce{NH4+}。7个正电荷由 1 ClX−1\,\ce{Cl-} 和 6 NX5X−6\,\ce{N5-} 平衡,氮数34刚好吻合。分子式为 (HX3O)X3(NHX4)X4(NX5)X6Cl\ce{(H3O)3(NH4)4(N5)6Cl}。