结构无机化学测试题(答案另附).doc

结构无机化学测试题廖显威教授（A）1指出下列化合物中的配离子、中心离子及其配位数：（1）3KNO2Co(NO2)3 （2）Co(CN)33KCN（3）2Ca(CN)2Fe(CN)2 （4）2KClPtCl2（5）KClAuCl3 （6）CrCl34H2O2有两种配合物A和B，它们的组成为21.95%Co，39.64%Cl，26.08%N，6.38%H，5.95%O，并根据下面的实验结果，确定它们的配离子，中心离子和配位数。（1）A和B的水溶液都呈微酸性，加入强碱并加热至沸时，有氨放出，同时析出Co2O3沉淀。（2）向A和B的溶液中加入硝酸银溶液使生成AgCl沉淀。（3）过滤掉两种溶液中的沉淀后，再加硝酸银均无变化，但加热至沸时，在B的溶液中又有AgCl沉淀生成，其质量为原来析出沉淀的一半。（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体的几何构型。问其中哪个CO32-离子作为螯合剂？（1）Co(NH3)5CO3+ （2）Co(NH3)4CO3+（3）Pt(en)CO3 （4）Pt(en)(NH3)CO34. 次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液中，加热到40-50，析出一种红棕色色的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X-射线证实A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿（ZnS），组成稳定；A的主要化学性质如下：温度超过60，分解成金属铜和一种气体；在氯气中着火；与盐酸反应放出气体。试回答：（1）写出A的化学式；（2）写出A的生成反应的化学方程式；（3）写出A与氯气反应的化学方程式；（4）写出A与盐酸反应的化学方程式。（1997年全国化学奥赛初赛试题）5过氧化氢可使Fe(CN)63-和Fe(CN)64-发生相互转化，即在酸性溶液例H2O2把转化为，而在碱性溶液里H2O2把转化为，写出配平的离子方程式。（1991年全国化学奥赛初赛试题）6已知LiI晶体和KI晶体均属NaCl型结构。X-射线衍射法测得LiI的晶胞参数a=604pm，KI的晶胞参数a=706pm，据此，推求K+离子的离子半径RK+=? 7. 迄今已合成的最重元素是112号，它是用高能原子轰击的靶子，使锌核和铅核熔合而得。科学家通过该放射性元素的一系列衰变的产物确定了它的存在，总共只检出一个原子。该原子每次衰变都放出一个高能粒子，最后得到比较稳定的第100号元素镄的含153个中子的同位素。（1）112号元素是第几周期第几族元素？（2）它是金属还是非金属？（3）你认为它的最高氧化态至少可以达到多少？（4）写出合成112号元素的反应式（核素用表示）。8最近有人用高能26Mg核轰击核，发生核合成反应，得到新元素X。将X与氧气一起加热，检出了气态分子XO4，使X成为研究化学性质的最重元素。已知的X同位素如下表所示，上述反应得到的核素是其中之一，该核素的衰变性质保证了其化学性质实验获得成功。质量数半衰期衰变方式2631s释放粒子2640.00008s释放粒子；或自发裂变2650.0018s释放粒子；或自发裂变266不详不详2670.033s释放粒子；或自发裂变268不详不详2699.3s释放粒子（1）X的元素符号是 。（2）用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数，写出合成X的核反应方程式（方程式涉及的其他符号请按常规书写）。（2002年全国化学竞赛初赛试题） 9. 铬的化学性质丰富多彩，实验结果常出人意料。将过量30%H2O2加入（NH4）2CrO4的氨水溶液，热至50后冷至0，析出暗棕色晶体A。元素分析报告：A含Cr31.1%，N25.1%，H5.4%。在极性溶剂中A不导电，红外图谱证实，A有N-H键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A中的铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键，呈五角锥构型。（1）以上信息表明A的化学式为 ，A的可能结构式为 。（2）A中铬的氧化数为 。（3）预期A特征的化学性质为 。（4）写出生成晶体A的化学方程式： 。（相对原子质量：Cr 52， O 16，N 14，H 1） 10. 氢原子的稳定能量由下式给出： (n是主量子数)（1）计算：第1激发态（n=2）和基态（n=1）之间的能量差； 第6激发态（n=7）和基态（n=1）之间的能量差。（2）上述赖曼（Lyman）系跃迁处于什么光谱范围？（3）解释：由赖曼（Lyman）系光谱的第1条谱线及第6条谱线产生的光子能否使处于基态的另外的氢原子电离？晶体中的同源自电离？（铜的电子功函数为）(亦称为金属的逸出功)（4）若用赖曼（Lyman）系光谱的第1条谱线及第6条谱线产生的光子使铜晶体电离，计算在这两种情况下从铜晶体发射出的电子的德布罗意波的波长。（h=6.62610-34J.S，me=9.1110-31Kg，c=3108m.s-1）(第23届Icho试题) 11 . 金属单质的结构可用等径圆球的密堆积模拟。常见的最紧密堆积型式有立方最密堆积和六方最密堆积。这两种堆积型式的空间利用率都是74.06%。（1）立方最密堆积的晶胞如图1所示，图中“X”表示其中一个正四面体空隙中心的位置。请在图中用符号“”标出正八面体空隙中心的位置。并分别计算晶体中的球数和四面体空隙数之比以及球数和八面体空隙数之比。（2）六方最密堆积如图2所示，请用“X”和“”分别标出其中的正四面体空隙的中心和正八面体空隙中心的位置。并计算晶体中，球数：四面体空隙数：八面体空隙数=？（3）已知离子半径数据：RTi3+=77pm，RCl-=181pm；在B-TiCl3晶体中，Cl-离子取六方最密堆积的排列，Ti3+则是空隙离子。问：Ti3+填入有Cl-围成的哪种多面体空隙？它占据该种空隙的百分率为多少？它填入空隙的可能方式有几种（即有几种可能的结构）？（1993年，全国化学竞赛决赛试题） 图2 图1 （B）1 通过考查周期表各族元素性质的变化趋势，推论出下列关于元素砹（At，Z=85）的问题的合理答案。（1）写出如何由砹化钾（K+At-）的水溶液来制备砹的方程式；（2）若将浓H2SO4滴加到固体KAt上，你估计会发生什么现象？写出反应方程式；（3）写出已知不溶性砹化物的名称及化学式；（4）在与一种亲核试剂一起加热时，砹乙烷和氯乙烷哪个活性大，为什么？（5）由某一不稳定原子核的粒子发射形成同位素，试给出这个母体元素的质子数和中子数；（6）你为什么不太可能进行（或看到已完成的）有关砹的实验，试说明原因。2有五种不同的配合物，分析其组成后确定有共同的实验式为：K2CoCl2I2(NH3)2，电导测定得知在水溶液中物质化合物的摩尔电导率均类似于Na2SO4。（1）写出这物质不同配离子的结构式，说明不同配离子间有何不同。（2）中心离子的氧化态如何？3碳化硅（SiO）俗名“金刚砂”，有类似金刚石的结构和性质。其空间结构中碳硅原子相间排列，左下图所示为晶胞（为碳原子，为硅原子）。已知：碳原子半径为7.710-11m，硅原子半径为1.1710-10m，SiC晶体密度为3.217g/cm3。（1）SiC是 晶体，碳、硅原子杂化轨道类型都是 ，键角都是 ；三个碳原子和三个硅原子构成一个 式（船、椅）六元环。（2）如图所示SiC晶胞，从立方体对角线的视角观察，画出一维空间上碳、硅原子的分布规律（注意原子的比例大小和相对位置，至少画两个周期）。（3）从与体对角线垂直的平面上观察一层碳原子的分布，请在二维平面上画出碳原子的分布规律（用表示，至少画15个原子，假设片层碳原子间分别相切）；计算二维平面上原子数、切点数和空隙数的比例关系 。再考虑该片层结构的上下各与其相邻的两个碳原子片层，这两个碳原子的片层将投影在所画片层的 （原子、切点、空隙）上，且这两个片层的碳原子 （相对、相错）。（4）如果我们以一个硅原子为中心考虑，设SiC晶体中硅原子与其最近的碳原子的距离为d，则与硅原子次近的第二层有 个原子，离中心原子的距离是 ，它们都是 原子。（5）如果我们假设碳、硅原子是刚性小球，在晶体中彼此相切，试计算SiC的密度，再根据理论值计算偏差，并对产生偏差的原因作一个合理解释。（6）估算SiC晶体的原子占据整个空间的百分率，只需给出一个在5%以内的区间。4把等物质的量的NH4Cl和HgCl2在密封管中一起加热时，生成NH4HgCl3晶体。用X射线衍射法测得该晶体的晶胞为长方体：a=b=4.1910-8cm，c=7.9410-8cm；用比重瓶法测得它的密度。已知NH4+（视为球形离子）占据晶胞的顶角，并尽可能远离Hg2+；每个NH4+被8个Cl-围绕，距离为3.3510-8cm（与NH4Cl晶体中离子间距离一样）；Cl-与Cl-尽可能远离。据此，回答下列问题：（1）计算晶胞中含几个NH4HgCl3结构单元。（已知相对原子质量：N=14.01，H=1.008，Cl=35.45，Hg=200.6）（2）绘出晶胞的结构图。（以NH4+：，Cl：，Hg： 表示）。（3）晶体中Cl-的空间环境是否相同？说明理由。（4）计算晶体中Cl-与Cl-之间的最短距离。（5）晶体中Hg2+的配位数为多少？绘出它的配位多面体构型。5讨论题：（1）试用VSEPR判断XeOF3+的立体构型。（2）用VSEPR判断N3-(迭氮酸根离子)的立体构型。（3）用杂化理论和大键解释N3-的结构。（4）用VSEPR、杂化理论、大键解释O3的结构；并说明O3在水中的溶解度比O2大。（5）试解释HNO3的稳定性比NO3-离子差。（6）水具有较大的比热容（在液体物质中），水的气化热大于其他液体。（7）铼的氧化物的晶体结构可描述如下：以铼原子为中心的ReO6八面体与周围的六个八面体相连，如此绵延不断。问铼的氧化物的化学式。6已经探明，我国海南跟世界上许多海域一样，海底有极其丰富的甲烷资源。其总量超过已知蕴藏在我国陆地下的天然气总量的一般。据报道这些蕴藏在海底的甲烷是在高压下形成的固体，是外观象冰的甲烷水合物。（1）试设想，若把它从海底取出，拿到地面上，它将发生什么变化？为什么？它的晶体是分子晶体、离子晶体还是原子晶体？你作出判断的根据是什么？（2）已知每1立方米这种晶体能释放出164立方米的甲烷气体，试计算晶体中水与甲烷的分子比（不足的数据由自己假设，只要假设得合理均按正确论）。（2002年全国竞赛初赛试题）7黄铁矿（FeS2）和陨硫铁（FeS）都是二价铁的硫化物，它们的晶体结构类型相同。Fe（）的配位数均为6。但由于阴离子不同，配位体强弱不同，使两者性质差异很大。如FeS是强磁性的，而FeS2是抗磁性的。试问：（1）在两种矿物中，何者的Fe-S键较短？（2）何者的密度较大？（3）FeS2属何种常见的晶体结构类型？是由什么晶体穿插而成的？81999年是人造元素丰收年，一年间得到第114号、116号和118号三个新元素。按已知的原子结构规律，118号元素应是第 周期第