Question

（20分）A物质是实验室一种无色有毒的挥发性液体，由X、Y两种短周期元素组成。A在空气中极易着火生成B气体和C气体；A不溶于水，但加热到423K可以和水反应，生成B气体和D气体，D只含两种元素，其中一种是Y。在交流放电的情况下，分解生成E气体、F固体两种物质，E物质和B化学式量几乎相等，含Y元素约72.7%；F是环状单质分子，具有冠状结构，易溶于A，F的式量约是C的4倍。E可在液氮条件下与HBr于77K生成含双键结构的物质G，冷却至室温可得G的环状三聚体H。

6-1  写出A、B、C、D、E、F、G、H的结构简式。

6-2  用X射线衍射法测得F的晶体为正交晶系，晶胞参数a＝1048pm，b＝1292pm，c＝2455pm。已知该物质的密度为2.07g?cm^－3。计算每个晶胞中F分子的数目。

6-3  自发现富勒烯以来，其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的研究。除了碳原子团簇之外，其它元素的原子团簇是否也具有类似碳原子团簇的奇异的特性，这是个十分有趣的研究课题。F物质有很多同分异构体，在实验手段受到各种条件的限制时，理论研究是一种重要的补充。厦门大学化学系对F物质的原子团簇进行了理论计算，发现除了冠状结构外还有多种结构。其中一种X具有2次对称轴，以及两个包含对称轴的对称面，一配位和三配位原子数目相等；另外一种Y是一种椅式结构原子团簇增加2个原子形成，也具有二次对称轴，对称面和对称轴垂直。请画出这两种结构的原子团簇。

6-4  五氟化砷AsF₅（2.93g）和上述物质F（0.37g）用四氮化四硫S₄N₄（0.53g）在液态SO₂溶剂中发生完全的反应，溶剂和挥发性产物被泵抽出后得黄色固体残留物L（3.08g），分析J知其含有：As 28.04%，F 42.70%，N 5.25%，经分析L是离子化合物，阴离子为正八面体结构，阳离子为两种元素组成，结构是直线形。固体L（0.48g）溶于液态二氧化硫，和叠氮化铯Cs^＋N₃^－（0.31g）完全反应，收集应释放出得氮气于66.5kPa、298K为67.1cm³。反应混合物过滤得难溶蓝黑色纤维状固体J（0.16g）。分析J知其含有2种元素，其中含N 30.3%。红外光谱、X射线粉末衍射结果表明抽出SO₂后残留物是六氟砷（V）酸铯。

（1）L的实验式是什么？

（2）提出L的结构式；

（3）写出配平的生成L的方程式；

（4）1mol L发生转化时生成氮气的物质的量；

（5）J的化学式；

（6）写出n mol L生成J的普遍离子方程式。

Answer 1

6-1  A：CS₂  B：CO₂  C：SO₂  D：H₂S  E：CS  F：S₈

G：  H：（各1分）

6-2  Z＝16（3分）

6-3  X：  Y：（写出1个即可）（各1.5分）

6-4  （1）AsF₆NS₂（1分）

（2）[NS₂]^＋[AsF₆]^－（1分）

（3）12AsF₅＋S₈＋2S₄N₄＝8[NS₂]^＋[AsF₆]^－＋4AsF₃（1分）

（4）1mol（1分）

（5）SN（1分）

（6）n[NS₂]^＋[AsF₆]^－＋nCs^＋N₃^－＝2(SN)_n＋nN₂＋nCs^＋[AsF₆]^－（1分）