結(jié)構(gòu)無機(jī)化學(xué)測試題(答案另附)

1、結(jié)構(gòu)無機(jī)化學(xué)測試題廖顯威教授（A）1指出下列化合物中的配離子、中心離子及其配位數(shù)：（1）3KNO2Co(NO2)3 （2）Co(CN)33KCN（3）2Ca(CN)2Fe(CN)2 （4）2KClPtCl2（5）KClAuCl3 （6）CrCl34H2O2有兩種配合物A和B，它們的組成為21.95%Co，39.64%Cl，26.08%N，6.38%H，5.95%O，并根據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定它們的配離子，中心離子和配位數(shù)。（1）A和B的水溶液都呈微酸性，加入強(qiáng)堿并加熱至沸時(shí)，有氨放出，同時(shí)析出Co2O3沉淀。（2）向A和B的溶液中加入硝酸銀溶液使生成AgCl沉淀。（3）過濾掉兩種溶液中的沉淀后

2、，再加硝酸銀均無變化，但加熱至沸時(shí)，在B的溶液中又有AgCl沉淀生成，其質(zhì)量為原來析出沉淀的一半。（已知：Co 58.93，Cl 35.45，N 14，O 16，H 1） 3下列各配合物具有平面正方形或八面體的幾何構(gòu)型。問其中哪個(gè)CO32-離子作為螯合劑？（1）Co(NH3)5CO3+ （2）Co(NH3)4CO3+（3）Pt(en)CO3 （4）Pt(en)(NH3)CO34. 次磷酸H3PO2是一種強(qiáng)還原劑，將它加入CuSO4水溶液中，加熱到40-50，析出一種紅棕色色的難溶物A。經(jīng)鑒定：反應(yīng)后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X-射線證實(shí)A是一種六方晶體，結(jié)構(gòu)類同于纖維鋅礦（ZnS），組成穩(wěn)定

3、；A的主要化學(xué)性質(zhì)如下：溫度超過60，分解成金屬銅和一種氣體；在氯氣中著火；與鹽酸反應(yīng)放出氣體。試回答：（1）寫出A的化學(xué)式；（2）寫出A的生成反應(yīng)的化學(xué)方程式；（3）寫出A與氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式；（4）寫出A與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。（1997年全國化學(xué)奧賽初賽試題）5過氧化氫可使Fe(CN)63-和Fe(CN)64-發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，即在酸性溶液例H2O2把轉(zhuǎn)化為，而在堿性溶液里H2O2把轉(zhuǎn)化為，寫出配平的離子方程式。（1991年全國化學(xué)奧賽初賽試題）6已知LiI晶體和KI晶體均屬NaCl型結(jié)構(gòu)。X-射線衍射法測得LiI的晶胞參數(shù)a=604pm，KI的晶胞參數(shù)a=706pm，據(jù)此，推求K+離子的

4、離子半徑RK+=? 7. 迄今已合成的最重元素是112號，它是用高能原子轟擊的靶子，使鋅核和鉛核熔合而得?？茖W(xué)家通過該放射性元素的一系列衰變的產(chǎn)物確定了它的存在，總共只檢出一個(gè)原子。該原子每次衰變都放出一個(gè)高能粒子，最后得到比較穩(wěn)定的第100號元素鐨的含153個(gè)中子的同位素。（1）112號元素是第幾周期第幾族元素？（2）它是金屬還是非金屬？（3）你認(rèn)為它的最高氧化態(tài)至少可以達(dá)到多少？（4）寫出合成112號元素的反應(yīng)式（核素用表示）。8最近有人用高能26Mg核轟擊核，發(fā)生核合成反應(yīng)，得到新元素X。將X與氧氣一起加熱，檢出了氣態(tài)分子XO4，使X成為研究化學(xué)性質(zhì)的最重元素。已知的X同位素如下表所示，

5、上述反應(yīng)得到的核素是其中之一，該核素的衰變性質(zhì)保證了其化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)獲得成功。質(zhì)量數(shù)半衰期衰變方式2631s釋放粒子2640.00008s釋放粒子；或自發(fā)裂變2650.0018s釋放粒子；或自發(fā)裂變266不詳不詳2670.033s釋放粒子；或自發(fā)裂變268不詳不詳2699.3s釋放粒子（1）X的元素符號是 。（2）用元素符號并在左上角和左下角分別標(biāo)注其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)，寫出合成X的核反應(yīng)方程式（方程式涉及的其他符號請按常規(guī)書寫）。（2002年全國化學(xué)競賽初賽試題） 9. 鉻的化學(xué)性質(zhì)豐富多彩，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常出人意料。將過量30%H2O2加入（NH4）2CrO4的氨水溶液，熱至50后冷至0，析出暗棕色晶

6、體A。元素分析報(bào)告：A含Cr31.1%，N25.1%，H5.4%。在極性溶劑中A不導(dǎo)電，紅外圖譜證實(shí)，A有N-H鍵，且與游離氨分子鍵能相差不太大，還證實(shí)A中的鉻原子周圍有7個(gè)配位原子提供孤對電子與鉻原子形成配位鍵，呈五角錐構(gòu)型。（1）以上信息表明A的化學(xué)式為 ，A的可能結(jié)構(gòu)式為 。（2）A中鉻的氧化數(shù)為 。（3）預(yù)期A特征的化學(xué)性質(zhì)為 。（4）寫出生成晶體A的化學(xué)方程式： 。（相對原子質(zhì)量：Cr 52， O 16，N 14，H 1） 10. 氫原子的穩(wěn)定能量由下式給出： (n是主量子數(shù))（1）計(jì)算：第1激發(fā)態(tài)（n=2）和基態(tài)（n=1）之間的能量差； 第6激發(fā)態(tài)（n=7）和基態(tài)（n=1）之間的能

7、量差。（2）上述賴曼（Lyman）系躍遷處于什么光譜范圍？（3）解釋：由賴曼（Lyman）系光譜的第1條譜線及第6條譜線產(chǎn)生的光子能否使處于基態(tài)的另外的氫原子電離？晶體中的同源自電離？（銅的電子功函數(shù)為）(亦稱為金屬的逸出功)（4）若用賴曼（Lyman）系光譜的第1條譜線及第6條譜線產(chǎn)生的光子使銅晶體電離，計(jì)算在這兩種情況下從銅晶體發(fā)射出的電子的德布羅意波的波長。（h=6.62610-34J.S，me=9.1110-31Kg，c=3108m.s-1）(第23屆Icho試題) 11 . 金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)可用等徑圓球的密堆積模擬。常見的最緊密堆積型式有立方最密堆積和六方最密堆積。這兩種堆積型式的空間

8、利用率都是74.06%。（1）立方最密堆積的晶胞如圖1所示，圖中“X”表示其中一個(gè)正四面體空隙中心的位置。請?jiān)趫D中用符號“”標(biāo)出正八面體空隙中心的位置。并分別計(jì)算晶體中的球數(shù)和四面體空隙數(shù)之比以及球數(shù)和八面體空隙數(shù)之比。（2）六方最密堆積如圖2所示，請用“X”和“”分別標(biāo)出其中的正四面體空隙的中心和正八面體空隙中心的位置。并計(jì)算晶體中，球數(shù)：四面體空隙數(shù)：八面體空隙數(shù)=？（3）已知離子半徑數(shù)據(jù)：RTi3+=77pm，RCl-=181pm；在B-TiCl3晶體中，Cl-離子取六方最密堆積的排列，Ti3+則是空隙離子。問：Ti3+填入有Cl-圍成的哪種多面體空隙？它占據(jù)該種空隙的百分率為多少？它填

9、入空隙的可能方式有幾種（即有幾種可能的結(jié)構(gòu)）？（1993年，全國化學(xué)競賽決賽試題） 圖2 圖1 （B）1 通過考查周期表各族元素性質(zhì)的變化趨勢，推論出下列關(guān)于元素砹（At，Z=85）的問題的合理答案。（1）寫出如何由砹化鉀（K+At-）的水溶液來制備砹的方程式；（2）若將濃H2SO4滴加到固體KAt上，你估計(jì)會發(fā)生什么現(xiàn)象？寫出反應(yīng)方程式；（3）寫出已知不溶性砹化物的名稱及化學(xué)式；（4）在與一種親核試劑一起加熱時(shí)，砹乙烷和氯乙烷哪個(gè)活性大，為什么？（5）由某一不穩(wěn)定原子核的粒子發(fā)射形成同位素，試給出這個(gè)母體元素的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)；（6）你為什么不太可能進(jìn)行（或看到已完成的）有關(guān)砹的實(shí)驗(yàn)，試說明原

10、因。2有五種不同的配合物，分析其組成后確定有共同的實(shí)驗(yàn)式為：K2CoCl2I2(NH3)2，電導(dǎo)測定得知在水溶液中物質(zhì)化合物的摩爾電導(dǎo)率均類似于Na2SO4。（1）寫出這物質(zhì)不同配離子的結(jié)構(gòu)式，說明不同配離子間有何不同。（2）中心離子的氧化態(tài)如何？3碳化硅（SiO）俗名“金剛砂”，有類似金剛石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。其空間結(jié)構(gòu)中碳硅原子相間排列，左下圖所示為晶胞（為碳原子，為硅原子）。已知：碳原子半徑為7.710-11m，硅原子半徑為1.1710-10m，SiC晶體密度為3.217g/cm3。（1）SiC是 晶體，碳、硅原子雜化軌道類型都是 ，鍵角都是 ；三個(gè)碳原子和三個(gè)硅原子構(gòu)成一個(gè) 式（船、椅）六元

11、環(huán)。（2）如圖所示SiC晶胞，從立方體對角線的視角觀察，畫出一維空間上碳、硅原子的分布規(guī)律（注意原子的比例大小和相對位置，至少畫兩個(gè)周期）。（3）從與體對角線垂直的平面上觀察一層碳原子的分布，請?jiān)诙S平面上畫出碳原子的分布規(guī)律（用表示，至少畫15個(gè)原子，假設(shè)片層碳原子間分別相切）；計(jì)算二維平面上原子數(shù)、切點(diǎn)數(shù)和空隙數(shù)的比例關(guān)系 。再考慮該片層結(jié)構(gòu)的上下各與其相鄰的兩個(gè)碳原子片層，這兩個(gè)碳原子的片層將投影在所畫片層的 （原子、切點(diǎn)、空隙）上，且這兩個(gè)片層的碳原子 （相對、相錯(cuò)）。（4）如果我們以一個(gè)硅原子為中心考慮，設(shè)SiC晶體中硅原子與其最近的碳原子的距離為d，則與硅原子次近的第二層有 個(gè)原子

12、，離中心原子的距離是 ，它們都是 原子。（5）如果我們假設(shè)碳、硅原子是剛性小球，在晶體中彼此相切，試計(jì)算SiC的密度，再根據(jù)理論值計(jì)算偏差，并對產(chǎn)生偏差的原因作一個(gè)合理解釋。（6）估算SiC晶體的原子占據(jù)整個(gè)空間的百分率，只需給出一個(gè)在5%以內(nèi)的區(qū)間。4把等物質(zhì)的量的NH4Cl和HgCl2在密封管中一起加熱時(shí)，生成NH4HgCl3晶體。用X射線衍射法測得該晶體的晶胞為長方體：a=b=4.1910-8cm，c=7.9410-8cm；用比重瓶法測得它的密度。已知NH4+（視為球形離子）占據(jù)晶胞的頂角，并盡可能遠(yuǎn)離Hg2+；每個(gè)NH4+被8個(gè)Cl-圍繞，距離為3.3510-8cm（與NH4Cl晶體中

13、離子間距離一樣）；Cl-與Cl-盡可能遠(yuǎn)離。據(jù)此，回答下列問題：（1）計(jì)算晶胞中含幾個(gè)NH4HgCl3結(jié)構(gòu)單元。（已知相對原子質(zhì)量：N=14.01，H=1.008，Cl=35.45，Hg=200.6）（2）繪出晶胞的結(jié)構(gòu)圖。（以NH4+：，Cl：，Hg： 表示）。（3）晶體中Cl-的空間環(huán)境是否相同？說明理由。（4）計(jì)算晶體中Cl-與Cl-之間的最短距離。（5）晶體中Hg2+的配位數(shù)為多少？繪出它的配位多面體構(gòu)型。5討論題：（1）試用VSEPR判斷XeOF3+的立體構(gòu)型。（2）用VSEPR判斷N3-(迭氮酸根離子)的立體構(gòu)型。（3）用雜化理論和大鍵解釋N3-的結(jié)構(gòu)。（4）用VSEPR、雜化理論

14、、大鍵解釋O3的結(jié)構(gòu)；并說明O3在水中的溶解度比O2大。（5）試解釋HNO3的穩(wěn)定性比NO3-離子差。（6）水具有較大的比熱容（在液體物質(zhì)中），水的氣化熱大于其他液體。（7）錸的氧化物的晶體結(jié)構(gòu)可描述如下：以錸原子為中心的ReO6八面體與周圍的六個(gè)八面體相連，如此綿延不斷。問錸的氧化物的化學(xué)式。6已經(jīng)探明，我國海南跟世界上許多海域一樣，海底有極其豐富的甲烷資源。其總量超過已知蘊(yùn)藏在我國陸地下的天然氣總量的一般。據(jù)報(bào)道這些蘊(yùn)藏在海底的甲烷是在高壓下形成的固體，是外觀象冰的甲烷水合物。（1）試設(shè)想，若把它從海底取出，拿到地面上，它將發(fā)生什么變化？為什么？它的晶體是分子晶體、離子晶體還是原子晶體？你

15、作出判斷的根據(jù)是什么？（2）已知每1立方米這種晶體能釋放出164立方米的甲烷氣體，試計(jì)算晶體中水與甲烷的分子比（不足的數(shù)據(jù)由自己假設(shè)，只要假設(shè)得合理均按正確論）。（2002年全國競賽初賽試題）7黃鐵礦（FeS2）和隕硫鐵（FeS）都是二價(jià)鐵的硫化物，它們的晶體結(jié)構(gòu)類型相同。Fe（）的配位數(shù)均為6。但由于陰離子不同，配位體強(qiáng)弱不同，使兩者性質(zhì)差異很大。如FeS是強(qiáng)磁性的，而FeS2是抗磁性的。試問：（1）在兩種礦物中，何者的Fe-S鍵較短？（2）何者的密度較大？（3）FeS2屬何種常見的晶體結(jié)構(gòu)類型？是由什么晶體穿插而成的？81999年是人造元素豐收年，一年間得到第114號、116號和118號三個(gè)新元素。按已知的原子結(jié)構(gòu)規(guī)律，118號元素應(yīng)是第 周期第