Question

【題目】三氟化氮(NF3)是一種無色、無臭的氣體。三氟化氮在一定條件下與水蒸氣能發(fā)生氧化還原反應，反應產(chǎn)物中生成酸 X、酸 Y 和一種無色氣體(遇空氣變成紅棕色)，其中酸 X 是一種弱酸，酸Y 為常見的含氧強酸。

(1)NF3的空間構型為__________。

(2)酸X是弱酸(難電離)的可能原因是______。

(3)工業(yè)上通過 NH3 和氟氣(F2)反應制備 NF3，請結合題給信息，判斷NF3主要表現(xiàn)出來的化學性質是_______。

(4)NF3的一種下游產(chǎn)品三聚氟氰(分子式為：C3N3F3)，分子結構中顯示有環(huán)狀結構，請從價鍵理論和物質的相對穩(wěn)定性角度寫出三聚氟氰的結構式________。

Answer 1

【答案】三角錐形 H—F鍵的鍵能大，難斷裂；HF在水中存在HF之間、HF與H2O的氫鍵 氧化性

【解析】

三氟化氮(NF3)在一定條件下與水蒸氣能發(fā)生氧化還原反應，反應產(chǎn)物中生成酸 X、酸 Y 和一種無色氣體(遇空氣變成紅棕色)，其中酸 X 是一種弱酸，酸Y 為常見的含氧強酸，則X為HF、Y為HNO3，無色氣體為NO；結合NF3中N原子的價層電子對分析其空間構型，結合共價鍵的鍵能分析HF的酸性強弱。

(1)NF3分子中N原子的價層電子對數(shù)為3+=4，N原子的雜化軌道形式為sp3雜化，有一個孤對電子，則空間構型為三角錐形；

(2) HF在水中不完全電離，是因為F的半徑太小，電負性太高，使H-F鍵鍵能大，結合能力強，同時HF分子之間氫鍵太強，且HF和水分子之間也存在氫鍵，F-離子在水中溶劑化過于明顯，導致HF電離不順利；

(3) NH3和氟氣(F2)反應制備NF3，反應中N元素化合價升高，NH3為還原劑，NF3是氧化產(chǎn)物，則NF3表現(xiàn)出來的化學性質是氧化性；

(4)三聚氟氰(C3N3F3)分子中C原子形成共價鍵的鍵數(shù)是4，N原子形成共價鍵的鍵數(shù)為3，F原子形成共價鍵的鍵數(shù)是1，C、N形成六元環(huán)結構，F原子與C原子形成C-F鍵，C與N之間存在C＝N雙鍵和C－N，且單雙鍵交替結構相對穩(wěn)定，則三聚氟氰的結構式為。