四川省高中學(xué)生化學(xué)競賽預(yù)賽試題—結(jié)構(gòu)化學(xué)

1、四川省化學(xué)競賽預(yù)選試題研究四川省高中學(xué)生化學(xué)競賽預(yù)賽試題結(jié)構(gòu)化學(xué)一、（2008第3題）（9分）晶胞是組成晶體的最基本單位，晶胞一定是平行六面體。氯化鈉晶體屬立方晶系（即其晶胞為一立方體）。Na+位于晶胞的頂角及面心處，Cl_位于晶胞的棱心及體心處。晶胞中微粒（原子、離子等）計(jì)數(shù)的規(guī)則是：頂角、棱上、面上和體內(nèi)的微粒數(shù)各按1/8、1/4、1/2、1來計(jì)算。31在NaCl晶體中化學(xué)鍵類型為： 32已知NaCl晶胞中，Na+、和Cl的數(shù)目分別為： 33已知NaCl晶胞的邊長a=526pm，試計(jì)算NaCl晶體的密度34MgOCaOSrOBaO的結(jié)構(gòu)也屬NaCl型，試推測其熔點(diǎn)變化規(guī)律，并給出簡要的說明

2、。二、（2008）第4題（9分）試用相關(guān)理論討論以下問題：41判斷N3、N2O的空間構(gòu)型，有無離域鍵？若有指出其所屬類型。42判斷O3在水中的溶解性為何比O2的大？43推測乙醇、乙醚及丙三醇沸點(diǎn)高低的順序，簡述理由。三、（2006 四）（10分）金剛石晶胞如下圖：在立方體的8 個(gè)頂角處，6個(gè)面心處各有1個(gè)碳原子； 另外將大立方體分為8個(gè)小立方體，在相間的小立方體的體心處各有1個(gè)C 原子。若將金剛石晶胞中的C原子全部換為Si 原子，同時(shí)在每個(gè)C-C鍵中點(diǎn)處添一個(gè)O原子，則構(gòu)成了白硅石SiO2的晶胞。4-1寫出硅、氧原子（基態(tài)）的核外電子排布式；4-2在SiO2晶體中有多少個(gè)Si 原子，多少個(gè)O原

3、子？4-3該晶體屬什么晶系？什么晶格型式？結(jié)構(gòu)基元是什么？4-4 Si 原子的配位數(shù)是多少？O原子的配位數(shù)是多少？4-5假設(shè)Si 、O原子間的最近距離為1.537*10-8 cm ，試求SiO2晶體的密度（g/cm3）.(相對原子質(zhì)量：O 16 ，Si 28 )四、（2006五）（18分）根據(jù)相關(guān)理論（雜化軌道理論、離域 鍵理論、價(jià)層電子對互斥理論）討論以下問題：5-1 O3分子的構(gòu)型為何？ 分子中有無大鍵？ O3 在水中的溶解性為什么比O2 大？5-2 H2O分子中有無大鍵？為什么O-H鍵間夾角既不是90 °，又不是109°28？5-3 為什么苯酚顯酸性，而苯胺顯堿性？

4、五、（2005三） (14分)非金屬元素A位于周期表的長周期，它與空氣中含量最多的元素B屬于同一族，A原子失去價(jià)層全部p電子后得C，A與氧形成角形陰離子D，D在礦石中以鏈狀E廣泛存在，乙二胺與氫形成的F離子與E結(jié)合成G，X射線結(jié)構(gòu)分析證明G中存在有氫鍵，根據(jù)以上事實(shí)回答下列問題：1A的元素符號為 ，原子序數(shù)為 ，在第 周期 族 區(qū)。(共1分) B的元素符號為 ，原子序數(shù)為 。(共1分) A和B原子的第一電離能I1誰大? 。(1分)2C的價(jià)電子組態(tài)為 ，與C的電子組態(tài)完全相同的原子與C是否互為等電子體 。(每空1分)3D的路易斯結(jié)構(gòu)式(標(biāo)明電子得失情況)為 ，D中各原子的氧化數(shù)為 ，其中心原子的

5、雜化軌道為 。(每空1分)4寫出E的結(jié)構(gòu)式，確定E的結(jié)構(gòu)基元。(3分) 5G的最簡化學(xué)組成為 ，其中含氫鍵 個(gè)，G屬于 晶體。(每空1分)六、（2005 四）(12分)銠(Rh)廣泛用作催化劑，在汽車尾氣凈化中銠(Rh)是最主要的活性組分。金屬銠屬A，型結(jié)構(gòu)(立方面心最緊密堆積)。 1試?yán)L出金屬銠(Rh)的晶胞圖。(4分)2每個(gè)晶胞中含有Rh原子 個(gè)，晶體中Rh的配位數(shù)為 。(每空1分)3寫出Rh原子在晶胞中的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。(4分) 4由N個(gè)Rh原子組成的密堆積中可以形成 個(gè)四面體空隙和 個(gè)八面體空隙。(每空1分)七、（2004 一）(15分)填空題(每空1分)1、在1-18號元素組成的化合物中具

6、有三核10個(gè)電子的共價(jià)化合物是_；具有三核20個(gè)電子的離子化合物是_。2、某元素的氣態(tài)氫化物HXR在某溫度下分解為氫氣和固體物質(zhì)，在相同條件下體積為原來的1.5倍，分解前后氣體的密度比為17：1，該元素原子核內(nèi)中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為1，該元素的符號為_，R原子核內(nèi)中子數(shù)為_，R原子的電子排布式為_，R原子的最高氧化物的分子式為_，其溶于水后生成物為_。3、由氨水和次氯酸鹽溶液在弱堿性介質(zhì)中反應(yīng)可生成氯胺H2NCl，分子結(jié)構(gòu)類似于NH3，H2NCl分子的空間構(gòu)型為_，電子式為_，H2NCl中的氯的氧化數(shù)為_。4、近幾十年發(fā)展起來的關(guān)于超重元素核穩(wěn)定性理論認(rèn)為：當(dāng)原子核中質(zhì)子和中子數(shù)目達(dá)到某一“幻數(shù)

7、”(奇異的、有魔力的數(shù))時(shí)，這個(gè)核將是特別穩(wěn)定的。在周期表中鈾以前的元素中具有2、8、20、28、50、82個(gè)質(zhì)子或中子的核是特別穩(wěn)定的，中子數(shù)126也是一個(gè)重要的幻數(shù)。氦、氧、鈣、鉛的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都是幻數(shù)，具有這種雙幻數(shù)的原子核更為穩(wěn)定?？茖W(xué)家們用計(jì)算機(jī)算出下一個(gè)具有雙幻數(shù)的元素將是含114個(gè)質(zhì)子和184個(gè)中子的第114號元素X(稱為超重元素)。若已知原子結(jié)構(gòu)規(guī)律不發(fā)生變化，該元素X就是第_周期第_族元素，其最高氧化物的分子式為_，再下一個(gè)具有雙幻數(shù)的超重元素是質(zhì)子數(shù)為164、中子數(shù)為318的164號元素Y，它應(yīng)是第_周期第_族元素。八、（2004 二）(17分)寫出下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式

8、(每個(gè)方程式2分，填空1分)3、1982年前聯(lián)邦德國達(dá)姆塔特重離子研究中心的科學(xué)家用冷態(tài)聚變法經(jīng)5826Fe轟擊20983Bi投籃109號元素，1984年該研究中心合成了第108號元素，它是在重離子加速器中用5826Fe轟擊20982Pb產(chǎn)生聚變合成的。寫出含109、108號元素的核反應(yīng)方程式。在元素的左上角、左下角分別標(biāo)出其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)。_九、（2004 五）(18分)晶體的最小重復(fù)單位是晶胞，晶胞一般為平行六面體(立方晶格為立方體)。NaCl屬立方面心晶格，在NaCl晶胞中8個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)Na+(頂點(diǎn)處的微粒為8個(gè)晶胞共有)，6個(gè)面心處各有一個(gè)Na+(面心處的微粒為兩個(gè)晶胞共有)，故我們

9、說Na+形成立方面心晶格，而在該晶胞的12條棱的中點(diǎn)處各有一個(gè)Cl-(棱心處的微粒為4個(gè)晶胞共有)，在該立方晶胞的體心處還有一個(gè)Cl-(立方體內(nèi)的微粒為一個(gè)晶胞獨(dú)有)，故Cl-也形成立方面心晶格。 1、按上述微粒數(shù)的計(jì)算規(guī)則，則一個(gè)NaCl晶胞中有_個(gè)Na+，_個(gè)Cl-。(每空1 分) 2、KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na+離子的半徑是Cl-離子的0.5倍，而又是K+離子的0.7倍，計(jì)算：KCl晶胞和NaCl晶胞的邊長之比；KCl和NaCl晶體的密度之比。(相對原子質(zhì)量：K：39，Na：23，Cl：35.5)(4分)解： 3、將NaCl晶胞中的所有Cl-去掉，并將Na+全部換成C原子，

10、再在每兩個(gè)不共面的“小立方體”中心處各放置一個(gè)C原子便構(gòu)成了金剛石的一個(gè)晶胞，則一個(gè)金剛石的晶胞中有_個(gè)C原子。(1分) 4、計(jì)算金剛石的密度。(已知C原子的半徑為7.7×10-11m，相對原子質(zhì)量：12(4分) 5、白硅石SiO2屬AB2型共價(jià)鍵晶體。若將金剛石晶胞中的所有C原子換成Si原子，同時(shí)在每兩個(gè)相鄰的Si原子(距離最近的兩個(gè)Si原子)中心聯(lián)線的中點(diǎn)處增添一個(gè)O原子，則構(gòu)成SiO2晶胞，故SiO2晶胞中有_個(gè)Si原子，_個(gè)O原子，離O原子最近的Si原子有_個(gè)，離Si原子最近的O原子有_個(gè)。(每空1分) 6、干冰(固態(tài)CO2)屬于分子晶體。若把每個(gè)CO2分子抽象為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)(微

11、粒)，則其晶胞也屬于立方面心晶格，故一個(gè)干冰晶胞中有_個(gè)CO2，在干冰分子中，原子之間靠_結(jié)合，CO2分子之間靠_結(jié)合。(每空1分)結(jié)構(gòu)專題一：原子結(jié)構(gòu)、元素周期系【典型例題】例1、試寫出下列物種的電子排布式（1）13Al3+ （2）17Cl （3）24Cr （4）47Ag例2 甲元素是第三周期p區(qū)元素，其最低化合價(jià)為 -1價(jià)；乙元素是第四周期d區(qū)元素，其最高化合價(jià)為 +4價(jià)，填寫下表：元素價(jià)層電子構(gòu)型周期族金屬或非金屬電負(fù)性相對高低甲乙例3、現(xiàn)有A、B、C、D四種元素，A是第五周期IA族元素，B是第三周期元素。B、C、D的價(jià)電子分別為2、2和7個(gè)。四種元素原子序數(shù)從小到大的順序是B、C、D、

12、A。已知C和D的次外層電子均為18個(gè)。（1）判斷A、B、C、D是什么元素？（2）寫出A、B、C、D的簡單離子；（3）寫出堿性最強(qiáng)的最高價(jià)氧化物水化物的化學(xué)式；（4）寫出酸性最強(qiáng)的最高價(jià)氧化物水化物的化學(xué)式；（5）哪種元素的第一電離能最??？哪一種元素的電負(fù)性最大？例4、 若在現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論中，假定每個(gè)原子軌道只能容納一個(gè)電子，則原子序數(shù)為42的元素的核外電子排布將是怎樣的？按這種假設(shè)而設(shè)計(jì)出的元素周期表，該元素將屬于第幾周期、第幾族？該元素的中性原子在化學(xué)反應(yīng)中得失電子情況又將怎樣？【知能訓(xùn)練】1、分子和離子都是微觀粒子，1996年，科學(xué)家終于在宇宙深處發(fā)現(xiàn)了早在30年前就預(yù)言應(yīng)當(dāng)存在的一種微

13、粒，這種微觀粒子由3個(gè)氫原子核和2個(gè)電子組成，它的化學(xué)式是 。2、自然界中，碳除了有2種穩(wěn)定同位素12C和13C外，還有一種半衰期很長的放射性同位素14C，豐度也十分穩(wěn)定，如下表所示（注：數(shù)據(jù)后括號里的數(shù)字是最后一位或兩位的精確度，14C只提供了大氣豐度，地殼中的含量小于表中數(shù)據(jù)）：同位素相對原子質(zhì)量地殼豐度（原子分?jǐn)?shù)）12C12（整數(shù)）0.9893（8）13C13.003354826（17）0.0107（8）14C14.003241982（27）1.2×1016（大氣中）試問：為什么通常碳的相對原子質(zhì)量只是其穩(wěn)定同位素的加權(quán)平均值而不將14C也加入取平均值？3、現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為

14、，在同一電子層上，可有s、p、d、f、g、h等亞層，各亞層分別有1、3、5、個(gè)軌道。試根據(jù)電子填入軌道的順序預(yù)測：（1）第8周期共有 種元素；（2）原子核外出現(xiàn)第一個(gè)6 f電子的元素的原子序數(shù)是 ；（3）根據(jù)“穩(wěn)定島”假說，第114號元素是一種穩(wěn)定同位素，半衰期很長，可能在自然界都可以找到。試推測第114號元素屬于 周期， 族元素，原子的外圍電子構(gòu)型是 。4、A、B兩元素，A原子的M層和N層的電子數(shù)分別比B原子的M層和N層的電子數(shù)少7個(gè)和4個(gè)。寫出A、B兩原子的名稱和電子排布式，并說明推理過程。5、五種元素的原子電子層結(jié)構(gòu)如下：A：1s22s22p63s23p63d54s2 B：1s22s22

15、p63s2 C：1s22s22p6D：1s22s22p63s23p2 E：1s22s1試問：其中，（1）哪種元素是稀有氣體？（2）哪種元素最可能生成具有催化性質(zhì)的氧化物？（3）哪種元素的原子的第一電離能最大？6、寫出Eu（63號）、Te（52號）元素原子的電子排布式。若原子核外出現(xiàn)5 g和6 h五層，請預(yù)測第九、十周期最后一個(gè)元素原子序數(shù)和它們的電子排布。7、目前，科學(xué)家正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電量，但電荷的符號相反。2002年9月20日，歐洲核子研究中心成功制造出約5萬個(gè)低能量狀態(tài)的反氫原子，這是人類首次在受

16、控條件下大批量制造反物質(zhì)。試回答：（1）科學(xué)家制造出的反氫原子的質(zhì)量數(shù)為 ，電荷數(shù)為 。（2）反物質(zhì)酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可表示為： 。11、下列曲線分別表示元素的某種性質(zhì)與核電荷數(shù)的關(guān)系（Z為核電荷數(shù)，Y為元素的有關(guān)性質(zhì)）； A B C D E F G H把與下面的元素有關(guān)性質(zhì)相符的曲線的標(biāo)號填入相應(yīng)括號中：（1）A族元素的價(jià)電子數(shù)（ ）（2）A族元素氫化物的沸點(diǎn)（ ）（3）第三周期元素單質(zhì)的熔點(diǎn)（ ）（4）第三周期元素的最高正化合價(jià)（ ）（5）IA族元素單質(zhì)熔點(diǎn)（ ）（6）F、Na、Mg2、Al3四種離子的離子半徑（ ）（7）短周期元素的原子半徑（ ）（8）短周期元素的第一電離能（ ）12、電

17、離能是指由蒸氣狀態(tài)的孤立原子失去電子形成陽離子需要的能量。從中性原子中移去第一個(gè)電子所需要的能量為第一電離能（I1），移去第二個(gè)電子所需要的能量為第二電離能（I2），依次類推。元 素I1/eVI2/eVI3/eVA13.023.940.0B4.331.947.8C5.747.471.8D7.715.180.3E21.641.165.2現(xiàn)有5種元素，A、B、C、D、E，其I1I3分別如下表，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷其中的金屬元素有 ，稀有氣體元素有 ，最活潑的金屬是 ，顯二價(jià)的金屬是 。13、右圖表示元素X的頭五級電離能的對數(shù)值，試推測X可能是哪些元素？14、已知某元素的原子序數(shù)是50，試推測該元素（1

18、）原子的電子層結(jié)構(gòu)；（2）處在哪一周期哪一族？（3）是金屬還是非金屬？（4）最高氧化態(tài)及其氧化物的酸堿性。結(jié)構(gòu)專題二：化學(xué)鍵理論與分子幾何構(gòu)型1. NO的生物活性已引起科學(xué)家高度重視，它與O2反應(yīng)，生成A。在生理pH條件下，A的t 1/2= 12秒。(1) 寫出A的可能的Lewis結(jié)構(gòu)式，標(biāo)出形式電荷。判斷它們的穩(wěn)定性。(2) A與水中的CO2迅速一對一地結(jié)合，試寫出此物種可能的路易斯結(jié)構(gòu)式，表示出形式電荷，判斷其穩(wěn)定性。(3) 含Cu+的酶可把NO2轉(zhuǎn)化為NO，寫出此反應(yīng)方程式。(4) 在固定器皿中，把NO壓縮到100atm，發(fā)現(xiàn)氣體壓強(qiáng)迅速降至略小于原壓強(qiáng)的2/3，寫出反應(yīng)方程式，并解釋為

19、什么最后的氣體總壓略小于原壓的2/3。2. 用VSEPR理論判斷下列物種的中心原子采取何種雜化類型，指出可能的幾何構(gòu)型。(1)IF3 (2)ClO3 (3)AsCl3(CF3)2 (4)SnCl2 (5)TeCl4 (6)GaF633. 試從結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵角度回答下列問題：一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸等分子(1) 畫出各分子的立體構(gòu)型，并標(biāo)明各原子間成鍵情況（、 ）(2) 估計(jì)分子中碳氧鍵的鍵長變化規(guī)律4四氨合銅(II)離子在微酸性條件下，與二氧化硫反應(yīng)生成一種沉淀物(A)，該沉淀物中Cu:N:S（原子個(gè)數(shù)比）=1:1:1，結(jié)構(gòu)分析證實(shí)：存在一種正四面體和一種三角錐型的分子或離子，呈逆磁性。該

20、沉淀物與硫酸混合，受熱分解成納米粒子B、溶液C和氣體D。 (1) 試推斷出沉淀物(A)的化學(xué)式 (2) 寫出生成(A)的離子方程式 (3) 寫出A與硫酸反應(yīng)的方程式 (4) 按(3)的操作，B的最大理論產(chǎn)率為多少？ (5) 若在密閉容器中完成(3)操作，B的最大理論產(chǎn)率為多少？5最近，我國一留美化學(xué)家參與合成了一種新型炸藥，它跟三硝基甘油一樣抗打擊、抗震，但一經(jīng)引爆就發(fā)生激烈爆炸，據(jù)信是迄今最烈性的非核爆炸品。該炸藥的化學(xué)式為C8N8O16，同種元素的原子在分子中是毫無區(qū)別的。(1) 試畫出它的結(jié)構(gòu)式。(2) 試寫出它的爆炸反應(yīng)方程式。(3) 它具有強(qiáng)烈爆炸性的原因是什么？（注：只需給出要點(diǎn)即

21、可）6PCl5是一種白色固體，加熱到160，不經(jīng)過液態(tài)階段就變成蒸汽，測得180下的蒸氣密度（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）為9.3g dm3，極性為零，PCl鍵長為204pm和211pm兩種。繼續(xù)加熱到250時(shí)，測得壓力為計(jì)算值兩倍。加壓下PCl5于148液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測得PCl鍵長為198pm和206pm兩種（P、Cl相對原子質(zhì)量為31.0、35.5）。回答如下問題：(1) 180下、PCl5蒸氣中，存在什么分子？為什么？寫出分子式，畫出立體結(jié)構(gòu)。(2) 250下、PCl5蒸氣中，存在什么分子？為什么？寫出分子式，畫出立體結(jié)構(gòu)。(3) PCl5熔體為什么能導(dǎo)電？用最簡潔的方式作出解釋。(4

22、) PBr5氣態(tài)分子結(jié)構(gòu)與PCl5相似，它的熔體也能導(dǎo)電，但經(jīng)測定，其中只存在一種PBr鍵長。PBr5熔體為什么導(dǎo)電？用最簡潔的方式作出解釋。7用價(jià)層電子對互斥理論預(yù)言下列分子或離子的盡可能準(zhǔn)確的幾何形狀。 (1) PCl3 (2) PCl5 (3) SF2 (4) SF4 (5) SF6 (6) ClF3 (7) IF4 (8) ICl2+8用價(jià)層電子對互斥理論解釋：(1) 氮、磷、砷、銻的氫化物的鍵角為什么從上到下變??？(2) 為什么NH3的鍵角是107°，NF3的鍵角是102.5°，而PH3的鍵角是93.6°，PF3的鍵角是96.3°？9用記號寫出

23、丁二烯、苯、丙烯基，NO2、NO3、SO3、CO2中的離域鍵。10(1) 根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論預(yù)測SCl3+和ICl4的幾何構(gòu)型，給出每種情況下中心原子的氧化態(tài)和雜化類型。(2) 給出ClSCl鍵角的合理的數(shù)值范圍。(3) 試比較SCl和ICl鍵中，哪一個(gè)鍵長？為什么？(4) SCl3+和PCl3是等電子體，結(jié)構(gòu)也相同，比較SCl和PCl的鍵長大小，說明理由。11制備含O2、O22甚至O2+的化合物是可能的。通常它們是在氧分子進(jìn)行下列各種反應(yīng)時(shí)生成的：O2 O2 O2+ O22(1) 明確指出上述反應(yīng)中哪些相當(dāng)于氧分子的氧化？哪些相當(dāng)于還原？(2) 對上述每一種離子給出含該離子的一種化合物的

24、化學(xué)式。(3) 已知上述四種型體OO原子間距為112、121、132和大約149pm，有三種型體的鍵能約200、490和625kJ·mol1，另一種因數(shù)值不定未給出，試把這些數(shù)值填在下表合適的位置。(4) 確定每一型體的鍵級，把結(jié)果填入表中：型 體原子間距離鍵 能鍵 級O2O2+O2O22(5) 指出按你設(shè)想有沒有可能制備含F(xiàn)22離子的化合物。理由是什么？結(jié)構(gòu)專題三：晶體結(jié)構(gòu)【典型例題】例1、現(xiàn)有甲、乙、丙（如圖）三種晶體，試寫出甲、乙二晶體的化學(xué)式和丙晶體中C和D的個(gè)數(shù)比。 例2、求證離子半徑比（r + / r）至少等于0.732時(shí)，AB型離子化合物的晶格才屬CsCl型。例3、石墨

25、具有層狀結(jié)構(gòu)，如圖：（1）試指出石墨層狀分子中碳原子（C）數(shù)與CC化學(xué)鍵（將每對臨近的碳原子與碳原子間的聯(lián)線看作一個(gè)化學(xué)鍵）數(shù)的相對比例，請對所得結(jié)論的導(dǎo)出作出論證（若能以兩種方法論證更好）；（2）實(shí)驗(yàn)測得石墨、苯、乙烯分子中CC鍵鍵長依次為142、140、133 pm。請對上述系列中鍵長依次遞減的現(xiàn)象作出合理的解釋。例4、試比較下列金屬熔點(diǎn)的高低，并解釋之。（1）Na、Mg、Al（2）Li、Na、K、Rb、Cs例5、已知金屬銅為面心立方晶體，如圖所示：銅的相對原子質(zhì)量為63.54，密度為8.936 g·cm3，試求：（1）單位晶胞的邊長；（2）銅的金屬半徑。例6、X衍射實(shí)驗(yàn)測得，金

26、屬銀屬于立方晶系，它的晶胞參數(shù)a = 408 pm；又用比重瓶測出金屬銀的密度d = 10.6 g/cm3。問金屬銀的點(diǎn)陣類型?！局苡?xùn)練】1、硼酸晶體是一種層狀結(jié)構(gòu)的分子晶體，在晶體的一層之內(nèi)，硼酸分子通過 連結(jié)成巨大的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而層與層之間則是通過 結(jié)合的。2、固體五氯化磷是由陽離子和陰離子形成的離子化合物（但其蒸氣卻是分子化合物），則固體中兩種離子的構(gòu)型分別為 、 。3、最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如右圖所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是_ _。4、石英平面結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)石英的平面結(jié)構(gòu)圖分析石英晶體的化學(xué)式？在石英晶體

27、中，每個(gè)Si原子獨(dú)有多少個(gè)SiO鍵，由此分析n mol 石英晶體中約含多少摩SiO鍵？石英的晶體結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)為：在晶體硅的SiSi鍵之間插入O原子。請想象石英的空間結(jié)構(gòu)思考構(gòu)成一個(gè)最小的環(huán)需多少個(gè)原子？以Si原子為中心的SiO鍵之間的鍵角為多少度？原硅酸根離子SiO的結(jié)構(gòu)如圖2所示。二聚硅酸根離子Si2O，只有硅氧鍵，它的結(jié)構(gòu)如何表示？ 5、觀察干冰的晶胞結(jié)構(gòu)，計(jì)算每個(gè)晶胞中含有CO2分子的個(gè)數(shù)？在干冰晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)CO2分子周圍與之最近且等距離CO2分子的個(gè)數(shù)？ 6、現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶胞（如圖所示），可推知：甲晶體中A與B的離子個(gè)數(shù)比為_；乙晶體的化學(xué)式為_；丙晶體的化學(xué)式為_；丁晶

28、體的化學(xué)式為_。7、晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元都是由硼原子組成的正二十面體，其中含有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角各有一個(gè)硼原子，如圖所示?；卮穑海?）鍵角 _ ；（2）晶體硼中的硼原子數(shù)_個(gè)；（3）BB鍵_條？8、C70分子是形如橢球狀的多面體，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：（1）C70分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵；（2）C70分子中只含有五邊形和六邊形；（3）多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系遵循歐拉定理：頂點(diǎn)數(shù) + 面數(shù)棱邊數(shù)= 2。根據(jù)以上所述確定：（1）C70分子中所含的單鍵數(shù)和雙鍵數(shù)；（2）C70分子中的五邊形和六邊形各有多少個(gè)？9、已知Fe x O晶體的晶

29、胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x的值小于1。測知Fe x O晶體密度為5.71g·cm3，晶胞邊長為4.28×1010m（鐵原子量為55.9，氧原子量為16.0）。求：（1）FexO中x的值（精確至0.01）。（2）晶體中的Fe分別為Fe2+ 和Fe3+，在Fe2+ 和Fe3+ 的總數(shù)中，F(xiàn)e2+ 所占分?jǐn)?shù)為多少？（精確至0.001。）（3）寫出此晶體的化學(xué)式。（4）描述Fe在此晶體中占據(jù)空隙的幾何形狀（即與O2 距離最近且等距離的鐵離子圍成的空間形狀）。（5）在晶體中，鐵元素的離子間最短距離為多少？10、最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三

30、種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該晶體的結(jié)構(gòu)可看作由鎂原子和鎳原子在一起進(jìn)行（面心）立方最密堆積（ccp），它們的排列有序，沒有相互代換的現(xiàn)象（即沒有平均原子或統(tǒng)計(jì)原子），它們構(gòu)成兩種八面體空隙，一種由鎳原子構(gòu)成，另一種由鎳原子和鎂原子一起構(gòu)成，兩種八面體的數(shù)量比是13，碳原子只填充在鎳原子構(gòu)成的八面體空隙中。（1）畫出該新型超導(dǎo)材料的一個(gè)晶胞（碳原子用小球，鎳原子用大球，鎂原子用大球）。（2）寫出該新型超導(dǎo)材料的化學(xué)式。11、某同學(xué)在學(xué)習(xí)等徑球最密堆積（立方最密堆積A1和六方最密堆積A3）后，提出了另一種最密堆積形式Ax 。如右圖所示為Ax 堆積的片層形式，然后第二層就堆積在第一層的空

31、隙上。請根據(jù)Ax 的堆積形式回答：（1）計(jì)算在片層結(jié)構(gòu)中（如右圖所示）球數(shù)、空隙數(shù)和切點(diǎn)數(shù)之比 （2）在Ax 堆積中將會形成正八面體空隙和正四面體空隙。請?jiān)谄瑢訄D中畫出正八面體空隙（用·表示）和正四面體空隙（用×表示）的投影，并確定球數(shù)、正八面體空隙數(shù)和正四面體空隙數(shù)之比 （3）指出Ax 堆積中小球的配位數(shù) （4）計(jì)算Ax 堆積的原子空間利用率。（5）計(jì)算正八面體和正四面體空隙半徑（可填充小球的最大半徑，設(shè)等徑小球的半徑為r）。（6）已知金屬Ni晶體結(jié)構(gòu)為Ax 堆積形式，Ni原子半徑為124.6 pm，計(jì)算金屬Ni的密度。（Ni的相對原子質(zhì)量為58.70）（7）如果CuH

32、晶體中Cu的堆積形式為Ax 型，H 填充在空隙中，且配位數(shù)是4。則H 填充的是哪一類空隙，占有率是多少？（8）當(dāng)該同學(xué)將這種Ax 堆積形式告訴老師時(shí)，老師說Ax 就是A1或A3的某一種。你認(rèn)為是哪一種，為什么？12、石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB方式堆積而成，如右圖所示，圖中用虛線標(biāo)出了石墨的一個(gè)六方晶胞。（1）該晶胞的碳原子個(gè)數(shù) 。（2）寫出晶胞內(nèi)各碳的原子坐標(biāo)。 （3）已知石墨的層間距為334.8 pm，CC鍵長為142 pm，計(jì)算石墨晶體的密度為 。石墨可用作鋰離子電池的負(fù)極材料，充電時(shí)發(fā)生下述反應(yīng)：Li1xC6x Lix e LiC6 其結(jié)果是，Li嵌入石墨的A、B層間，導(dǎo)致石墨

33、的層堆積方式發(fā)生改變，形成化學(xué)式為LiC6的嵌入化合物。（4）右圖給出了一個(gè)Li沿C軸投影在A層上的位置，試在右圖上標(biāo)出與該離子臨近的其他6個(gè)Li的投影位置。（5）在LiC6中，Li與相鄰石墨六元環(huán)的作用力屬何種鍵型？ （6）某石墨嵌入化合物每個(gè)六元環(huán)都對應(yīng)一個(gè)Li，寫出它的化學(xué)式。 鋰離子電池的正極材料為層狀結(jié)構(gòu)的LiNiO2。已知LiNiO2中Li和Ni3均處于氧離子組成的正八面體體心位置，但處于不同層中。（7）將化學(xué)計(jì)量的NiO和LiOH在空氣中加熱到770可得LiNiO2，試寫出反應(yīng)方程式。 （8）寫出LiNiO2正極的充電反應(yīng)方程式。 （9）鋰離子完全脫嵌時(shí) LiNiO2 的層狀結(jié)構(gòu)

34、會變得不穩(wěn)定，用鋁取代部分鎳形成LiNi1y Al y O2。可防止理離子完全脫嵌而起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用，為什么？ 1分析：由物種的帶電性，確定其電子總數(shù)，再按電子排布規(guī)律寫出電子結(jié)構(gòu)。解：物種電子排布式13Al3+1s2 2s2 2p6或He2s2 2p617Cl1s2 2s2 2p6 3s2 3p6或Ne3s2 3p624Cr1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1或Ar3d5 4s147Ag1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s1或Kr4d10 5s12分析：根據(jù)題意，甲元素處于周期表p區(qū)，為主族元素，其最低化合價(jià)為 1價(jià)，則它最外層

35、電子構(gòu)型為3s2 3p5，所以甲為第三周期VII A族的非金屬元素，具有較高的電負(fù)性。同理可推測乙元素的外層電子構(gòu)型及其在周期表中的位置和它較低的電負(fù)性。解：元素價(jià)層電子構(gòu)型周期族金屬或非金屬電負(fù)性相對高低甲3s2 3p53VII A非金屬較高乙3d2 4s24IVB金屬較低3分析：本題是一道“位構(gòu)性”的綜合推斷題，根據(jù)A在周期表的位置、B的周期數(shù)及最外層電子數(shù)，C、D的最外層和次外層的電子數(shù)及四元素原子序數(shù)的大小關(guān)系，就可以判斷出四元素，繼而在此基礎(chǔ)上回答其他問題。解：（1）ARb、BMg、CZn、DBr。（2）Rb+、Mg2+、Zn2+、Br（3）堿性最強(qiáng)的為RbOH（4）酸性最強(qiáng)的為HB

36、rO4（5）元素Rb的第一電離能最??；Br的電負(fù)性最大。4分析：解答本題有利于開闊思維。在該題的假設(shè)下，原有原子結(jié)構(gòu)理論的有關(guān)規(guī)律的實(shí)質(zhì)是有用的，但具體的則要發(fā)生一些變化。如保里不相容原理和洪特規(guī)則就不適用；但能量最低原理是有用的；飽和的概念仍然成立，只是各個(gè)軌道、各個(gè)亞層、各個(gè)電子層最多能容納的電子數(shù)應(yīng)為原來的一半，如第二層排成2s1 2p3就飽和了，第三層排成3s1 3p3 3d5就飽和了；軌道的能級順序沒有變化，電子的填充順序也無變化。解：電子排布式：1s1 2s1 2p3 3s1 3p3 3d5 4s1 4p3 4d5 4f7 5s15p3 5d5 6s1 6p2周期表中的位置：第六周

37、期，第III A族。該元素的中性原子在化學(xué)反應(yīng)中可得到一個(gè)電子顯 1價(jià)；可失去3個(gè)電子顯 +3價(jià)，也可失去2個(gè)p電子而顯 +2價(jià)。參考答案：1、H32、14C不加權(quán)不會影響計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字，因其豐度太低了。3、（1）50 （2）139 （3）七 A 7s27p24、A原子的M層電子數(shù)比B原子的M層的電子數(shù)少7個(gè)，說明B原子的M層已經(jīng)排滿；A原子的N層的電子數(shù)比B原子的N層的電子數(shù)少4個(gè)，說明B原子的4s軌道已經(jīng)排滿，由電子排布的知識很容易判斷出A B來。A為釩（V），電子排布式為Ar3d34s2；B為硒（Se），Ar3d104s24p45、（1）稀有氣體元素原子的外層電子構(gòu)型為ns2np6，

38、即s和p能級是全滿的，因此上述C是稀有氣體元素，它是Ne。 （2）過渡元素在化合物中具有可變的化合價(jià)，因此它們的氧化物往往具催化性質(zhì)。在上述五種元素中，A是過渡元素，它的氧化物MnO2是KClO3熱分解反應(yīng)的催化劑。 （3）由第一電離能在同一周期和同一族內(nèi)的遞變規(guī)律?？梢酝葡氲?，第一電高能較大的元素應(yīng)集中在p區(qū)元素的右上角區(qū)域，而上述五種元素中，C正處于這一區(qū)域，因此C是這五種元素中第一電離能最大的元素。6、由于第一層僅有s亞層，第二層出現(xiàn)2p，第三層出現(xiàn)3d，第四層出現(xiàn)4f，可推知第五層新增5g，第六層新增6h，各亞層排布的電子數(shù)為s2、p6、d10、f 14、g18、h22，電子的排布遵循

39、，ns (n4)h (n3)g (n2)f (n1)d 的順序。Eu（63號）和Te（52號）的電子排布式分別為：Eu：Xe5f 76s2 Te：Kr4d105s25p4第九周期最后一個(gè)元素應(yīng)從9s開始排布，以118號稀有氣體為原子核：1189s26h226g187f 148d109p6。原子序數(shù)為：11821814106168第十周期最后一個(gè)元素從10s開始排布，以168號稀有氣體為原子核：16810s26h227g188f 149d1010p6，原子序數(shù)為：16822218141062407、（1）1 ； 1 （2）1.6×1013 ； 1.2×10 20 （3）HOH

40、H2O8、1.23×1010（m） ； 3.88×1010（m）9、（1）、（2）、（4）、（5）、（6）組不能存在。因?yàn)椋海?）nl時(shí)，l只能為0，m也只能為0，ms能為1/2或1/2；（2）n3，ll時(shí)，m只能為0或1，或1；（4）n2，l只能為0或1，ms只能為1/2或1/2。n2，l只能為0或1；（6）ms只能為1/2或1/210、Fe的原子序數(shù)為26，軌道分組為：（1s2）（2s22p6）（3s23p6）（3d6）（4s2），其中3s Z*14.75 3p Z*14.75 3d Z*6.25 4s Z*3.75。所以有E3sE3p52.7×1018J，E

41、3d9.46×1018J，E4s1.92×1018J。對于2s、2p Z*21.8，1s Z*25.70。E2sE2p0.260×1015J，E1s1.439×1015J。故Fe系統(tǒng)的能量：E2E1s2E2s6E2p2E3s6E3p6E3d2E4s5.44×1015J提示：由于其他電子對某一電子的排斥作用而抵消了一部分核電荷，從而引起有效核電荷的降低，削弱了核電荷對該電子的吸引，這種作用稱為屏蔽作用或屏蔽效應(yīng)。因此，對于多電子原子來說，如果考慮到屏蔽效應(yīng)，則每一個(gè)電子的能量應(yīng)為：E13.6×(Z)2/n2（eV），從式中可見，如果能知

42、道屏蔽常數(shù)，則可求得多電子原子中各能級的近似能量。影響屏蔽常數(shù)大小的因素很多，除了與屏蔽電子的數(shù)目和它所處原子軌道的大小和形狀有關(guān)以外，還與被屏蔽電子離校的遠(yuǎn)近和運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)屏蔽常數(shù)。可用斯萊脫提出的計(jì)算屏蔽常數(shù)的規(guī)則求得。斯萊脫規(guī)則如下：將原子中的電子分成如下幾組：（1s）（2s，2p）（3s，3p）（3d）（4s，4p）(4d)（4f）（5s，5p），如此類推。位于被屏蔽電子右邊的各組，對被屏蔽電子的0近似的可認(rèn)為：外層電子對內(nèi)層電子沒有屏蔽作用。1s軌道上兩個(gè)電子之間0.30。其他主量子數(shù)相同的各分層電子之間的0.35。當(dāng)被屏蔽電子為ns或n p時(shí)，則主量子數(shù)為（n1）的各電子對它們的0

43、.85，而小于（n1）的各電子對它們的屏蔽常數(shù)1.00。被屏蔽電子為nd或n f電子時(shí)，則位于它左邊各組電子對它們的屏蔽常數(shù)1.00。在計(jì)算某原子中某個(gè)電子的值時(shí)，可將有關(guān)屏蔽電子對該電子的值相加而得。11、B、D、E、C、F、A、G、H12、B、C、D E B D13、136 pm14、X可能是Mg、Ca、Sr或Ba15、（1）Kr4d105s25p2 （2）第五周期A族，它是Sn元素 （3）此元素外層軌道上有2個(gè)p電子，應(yīng)具有一定的非金屬性，但所處的周期數(shù)較大，金屬性更為顯著，因此它是金屬元素 （4）最高氧化態(tài)是4，相應(yīng)的氧化物為SnO2，屬兩性氧化物?；瘜W(xué)鍵理論與分子幾何構(gòu)型答案1. (

44、1) (I)的穩(wěn)定性大于()。(2) 第(III)式最穩(wěn)定。(3) Cu+ + NO2+ 2H+ Cu2+ + NO + H2O(4) 若壓強(qiáng)降到原來的2/3，則說明3 mol NO變成2 mol氣態(tài)物質(zhì)：3NO NO2 + N2O，又由于2NO2N2O4，所以最后的氣體總壓還要略小于原壓的2/3。2. (II)、(V)不穩(wěn)定，舍去，(I)比(III)、(IV)穩(wěn)定。N(a)N(b)的鍵級為5/23,N(b)N(c)的鍵級為13/2,N(c)N(d)的鍵級為13/2，N(d)N(e)的鍵級為5/23。N5+有極強(qiáng)的氧化性。應(yīng)在液態(tài)HF中制備N5+。3. ArCl+ OF+ NO+ PS+ SC

45、l+ 鍵級： 1 2 3 3 2ArCl+鍵級最小，最不穩(wěn)定；雖然NO+與PS+的鍵級都是3，但NO+是2p2p軌道重疊的鍵，而PS+是3p3p軌道重疊的鍵。前者重疊程度大，E大，所以NO+比PS+穩(wěn)定，即NO+離子最穩(wěn)定。4. (1) B3N3H6(2)(3) 無機(jī)苯的三甲基取代物有：(I)()(III)(IV)(V)()實(shí)際上只有四種類型，因?yàn)镮I、IV；IV、VI屬于同類型中的幾何異構(gòu)體。這四種類型為(CH3)3B3N3H3、H3B3N3(CH3)3、(CH3)2HB3N3H(CH3)2、H2(CH3)B3N3(CH3)2H。各基團(tuán)與H2O的反應(yīng)：BCH3B(OH)2CH3 BHB(OH

46、)3NHNH3 NCH3NH2CH3(CH3)3B3N3H3 + 6H2O3CH3B(OH)2 + 3NH3H3B3N(CH3)3 + 9H2O3H3BO3 + 3NH2(CH3) + 3H2(CH3)2HB3N3H2(CH3) + 7H2OH3BO3 + 2CH3B(OH)2 + 2NH3 + CH3NH2 + H2(CH3)H2B3N(CH3)2H + 8H2ONH3 + 2H3BO3 + CH3B(OH)+ 2NH2CH3+ 2H2由于這四種類型水解后的產(chǎn)物及其量均有差別，因此根據(jù)這些差別可以判斷為何種三甲基取代物。(4) 因?yàn)榕鸬腆w聚合物(BN)m與Cn (m = n/2)是等電

47、子體，Cn可以有金剛石型和石墨型，所以(BN)x也具有金剛石型或石墨型。在金剛石型中，B、N采取sp3雜化，無自由電子存在，所以不導(dǎo)電，在石墨型中，雖然B、N都采取sp2雜化，形成層狀結(jié)構(gòu)，但未參與雜化的N原子2p軌道上孤電子對占有B原子未參與雜化的2p軌道，成為定域鍵，所以也不導(dǎo)電。(5)B5O93·2H2OB5O7(OH)43從陰離子單元的結(jié)構(gòu)式中可以看到陰離子單元的電荷與硼采取sp3雜化的原子個(gè)數(shù)相等。5.物種IF3ClO3AsCl3(CF3)2SnCl2TeCl4GaF63雜化類型sp3dsp3sp3dsp2sp3dsp3d2可能幾何構(gòu)型三角雙錐三角錐型三角雙錐型V型變形四面

48、體正八面體6. (1) COCO2HCHO一個(gè)鍵，一個(gè)鍵，一個(gè)配鍵兩個(gè)鍵，兩個(gè)三個(gè)鍵，一個(gè)鍵CH3COOH7個(gè)鍵，一個(gè)。（* 實(shí)際上CH3COO中有： ，而 OH上的氧原子采取sp3雜化，應(yīng)為定域鍵。(2) 根據(jù)鍵級的大小，CO的鍵長從小到大的排列為：CO < CO2 < HCHO < CH3COOH7.(1) (2) 見上題中(D)。(3) 設(shè)B、C混合物中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y, B中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = (12C)/(C12NH19) = 144.12/177.32 = 0.81277氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = N/(C12NH19) = 14.01/177.32 = 0

49、.079010C中碳原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = (14C)/(C14AlNH24)=14×12.01/(14×12.01+26.98+14.01+1.01×24) = 0.72049氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = N/(C14AlNH24) = 14.01/233.37 0.060033 0.81277x + 0.72049y = 0.7371 0.079010x + 0.060033y = 6.34/100解得x = 0.1757 = 17.57% y = 0.8248 = 82.48%8. (1) 正四面體結(jié)構(gòu)有：NH4+、SO42，三角錐型有：NH3、SO32，所以A可能為Cu(NH4)SO3或Cu(NH3)SO4，但A是反磁性的，Cu2+是順磁性，而Cu+是反磁性，故A為Cu(NH4)SO3。(2) Cu(NH3)42+ + 3SO2 + 4H2O 2Cu(NH4)SO3¯ + SO42 + 6NH4+(3) 2Cu(NH4)SO3 + 2 H2SO4 CuSO4 + Cu + 2SO2 + (NH4)2SO4 + 2H2O(4) 50(5) 100 因?yàn)?，如