化学奥赛试题例题.doc

无机例题例1 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）解析：（1）ACuH，ZnS为AB（1-1）型，A可分解为Cu和一种气体，A是CuSO4被还原的产物（Cu2+Cu+）。（2）4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH+3H3PO4+4H2SO4（3）2CuH+3Cl2=2CuCl2+2HCl（Cl2是强氧化剂，而Cu+具有一定的还原性）（4）CuH+HCl=CuCl+H2或CuH+2HCl=HCuCl2+H2或CuH+3HCl=H2CuCl3+H2（氧化还原反应：H-+H+H2，H-的还原性显然比Cu+强得多，而H+的氧化性显然比Cl2弱得多，故H+不可能将Cu+氧化成Cu2+。）例2 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）。（1998年全国化学竞赛初赛试题）解析：（1）112号元素是第七周期B族元素；（2）金属；（3）+2；（4）112号可记为，。例3 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）解析：（1）A中Cr、N、H的质量分数之和小于100%，故A中应含有氧元素，O%=1-31.1%-25.1%-5.4%=38.4%，A中原子个数比为故化学式为CrN3H9O4；有7个配位原子，说明3个N、4个O都对Cr形成配位键；但孤立的O2-离子对Cr形成配位键极少键，且Cr不可能有+8价，故推测为过氧离子O22-作配体（双齿配体，螯合物）；N和H的比例及键长说明另外一类配体是NH3分子；又，在极性溶剂中A不导电，说明A是不电离的配合物即无外界的配盐（内配盐），所以A的可能结构式为：Cr(NH3)3(O2)2；（2）Cr的氧化数为+4；（3）由于过氧键（过氧离子）具有氧化还原性，推测A应表现处氧化还原性。（答易分解或不稳定均可）；（4）（NH4）2CrO4+3H2O2+NH3=Cr(NH3)3(O2)2+O2+4H2O例4 2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。X是用高能撞击靶得到的。经过100微秒，X发生-衰变，得到Y。然后Y连续发生4次-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。以X和Y的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。（2004全国化学竞赛初赛试题）解析：例5（C6） 为什么Mn(CO)5不能稳定存在，而NaMn(CO)5却可以用NaMn2(CO)10制得？解析：因为Mn(CO)5不满足“18电子规则”，故不能稳定存在。但：2Na+Mn2(CO)102NaMn(CO)5可否是：H2 +Mn2(CO)102HMn(CO)5在NaMn(CO)5中，Mn的氧化态是-1。练习题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）CrCl34H2O参考答案：（1）K3Co(NO2)6 (2)K3Co(CN)6 (3)Ca2Fe(CN)6 (4)K2PtCl4(5)KAuCl4 (6)Cr(H2O)4Cl2Cl2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）参考答案：A：Co(NH3)5(H2O) Cl3 B：Co(NH3)5Cl Cl2H2O3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)CO3参考答案：（2）（3）4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）参考答案：2Fe(CN)64-+H2O2+2H+2Fe(CN)63-+2H2O2Fe(CN)63-+H2O2+2OH-2Fe(CN)64-+2H2O+O25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）参考答案：（1）Hs；（2）6（B1）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。参考答案：（1）Cl2+2KAt=2KCl+At2；（2）8KAt+5H2SO4(浓)=4At2+H2S+4K2SO4+4H2O;（3）AgAt；（4）氯乙烷的活性大，因氯的电负性大，显负电性；砹的电负性小，显正电性；所以氯乙烷中的氯更易与亲核试剂反应。7（B2）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？参考答案：（1）此配合物相当于MA2B2C2配离子，有五种空间异构体： B B B B B A C A C A B C B B CA C C A A C A C B C B B C A A（2）中心离子Co3+的氧化态为+3。8（B7）1999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 族元素，它的单质在常温常压下最可能呈现的状态是 态（选填“气”、“液”、“固”）。近日传闻俄罗斯合成了第166号元素，若已知原子结构规律不变，该元素是第 周期第 族元素。（2000年全国化学竞赛初赛试题）参考答案：七，零，气，八，A。9（B8）12.0g含两种化合物（由常见元素组成）的近白色固体溶于过量盐酸，释放出2.94L气体（标准状况），气体密度为同温度下空气密度的1.52倍；剩余的不溶性残渣含氧53.2%，既溶于酸又不溶于稀碱溶液。通过计算分别写出二种物质的化学式。（1999年全国化学竞赛初赛试题）参考答案：一种为MgCO3、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2、NaHCO3、NH4HCO3中任一种均合理，另一种为SiO2。10. （C3）卤素相互间以及其它元素的反应的产生了大量具有不同结构成键方式和化学性质的化合物。其中金属卤化物、卤素衍生物和卤素间化合物是主要的化合物类型。（1）照相术：黑白照相底片有覆盖与载体（如醋酸纤维素）上的溴化银涂层。写出光照射到底片涂层AgBr（s）上所发生的反应的化学方程 。在冲洗中，未曝光的AgBr通过Ag（）与硫代硫酸钠溶液形成配合物的形式被冲洗掉，写出该反应的方程式 。这些洗涤后的液体常常作为废液排出。然而，金属银可以通过加入氰化物，再加锌从中回收。写出所涉及的化学方程式 。（2）结构、质谱和反应性能最活泼的卤素氟与氯、溴、碘在控制好的条件下反应，可以分别得到四原子、六原子和八原子的分子。写出其分子式，并根据价层电子对互斥理论画出这三种卤素间化合物的空间结构，标示出中心原子上的孤对电子的排布。质谱（MS）是化合物分子在电子流撞击下形成正电荷离子，然后在电场、磁场的作用下按照质量对电荷比值（m/z）的大小依次排列而成的图谱，可用来测定化合物的分子量，结合元素分析确定分子式。注：分子离子是分子在电子流的撞击下失去一个电子所形成的（只带一个单位的正电荷，即Z=1）。若用M代表分子，则分子离子用M+表示：M+eM+2e现有碘蒸气和氯气的混合物进入质谱仪后给出2组（A和B）m/z质谱峰，这2组峰相应于2个物质的分子离子。A（162，164） B（232，234，236.238）确认m/z=162，164，232，234，236，238所对应的分子物种，并说明每个物质的同位素组成。 在水介质中，氯气氧化硫代硫酸钠得到一个含有最高氧化态硫的离子。写出该反应的化学方程式 。在硫代硫酸根中，硫元素的平均氧化数是多少？两个硫原子的化合价各是多少？二氧化氯和氢氧化钠反应如下，下厨产物X和Y（X和Y都含有氯），并把方程式配平 ClO2+ NaOH X+ Y+ H2O。（3）晶体结构KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na+离子的半径是Cl-离子的0.5倍，而又是K+离子0.7倍。计算：KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比；KCl和NaCl晶体的密度之比。（相对原子质量：K 39 ，Na 23 ，Cl 35.5）参考答案：（1） ClF3,BrF5,IF7 F F F ： F F F ： F F F F F F F F ： F T形 四方锥 五角双锥A:162-I35Cl 164-I37ClB:232-I35Cl3 234-I35Cl237Cl 236-I35Cl37Cl2 238-I37Cl3(I:127 Cl：35，37)4Cl2+Na2S2O3+5H2ONa2SO4+8HCl+H2SO4平均氧化数+2，中间S：+6价，旁边S：-2价。2ClO2+2NaOHNaClO2+NaClO3+H2O1.143：1；0.852811.有一种固体混合物，可能含有FeCl3、NaNO2、Ca(OH)2、AgNO3、CuCl2、NaF、NH4Cl等七种物质中的若干种。若将此混合物加水后，可得到白色沉淀和无色溶液；在此无色溶液中加入KSCN，没有变化；无色溶液酸化后，可使KMnO4溶液褪色；将无色溶液加热有气体放出；白色沉淀可溶于NH3水中。根据上述现象指出：（说明理由）哪些物质肯定存在 ；哪些物质可能存在 ；哪些物质肯定不存在 。参考答案：AgNO3、NH4Cl、NaNO2 CuCl2、Ca(OH)2 NaF、FeCl312.制备硫代硫酸钠的方法之一是把SO2通入硫化钠和碳酸钠（摩尔比2：1）的混合溶液中。在反应过程中，先生成黄色的固体，其量先逐渐增多，然后又逐渐减少；溶液的PH降到7左右时，溶液近于无色，反应已经完成。如果继续通入SO2，溶液的PH值降到5，又会有固体物质出现。写出有关化学方程式。参考答案：总反应：2Na2S+4SO2+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2固体物质逐渐增多：SO2+Na2S+H2O=H2S+Na2SO3H2S+SO2=2H2O+3S固体物质然后又逐渐减少是因为：Na2SO3+S=Na2S2O3PH=5左右，又产生固态物质是因为：Na2S2O3+SO2+H2O=2NaHSO3+S结构化学例1 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)解析：（1）（2） 可知Lyman系跃迁处在紫外光区和远紫外区。（3）处于基态的氢原子的第一电离能为而，故两条谱线产生的光子均不能使另外的氢原子电离。晶体中的铜原子电离，可归因于光电效应，光电方程为：光电子的动能，说明上述Lyman系跃迁均能产生光电子，即能使晶体中的铜原子电离。（4）de broglie关系式：例2 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。解析：（1）设晶胞中有z个结构单元：（即晶胞中有1个“NH4HgCl3分子”。（2）已知为四方晶系（长方体），且晶胞中只有1个NH4+，1个Hg2+，故晶格型式为四方P（简单四方）。晶体中有5套等同点：NH4+1套，Hg2+1套，Cl-3套。已知NH4+占据顶点，并尽可能远离Hg2+，故Hg2+占据体心；已知每个NH4+被8个Cl-围绕，故有2个Cl-应在体内，且与上、下底面的距离为；4条C轴的中心处各有一个Cl-，而不是在两相对面的面心处有一个 Cl-，因为棱心处的Cl-与上下Cl-的距离大于面心处的Cl-与上下Cl-的距离，满足Cl-与Cl-尽可能原理。故绘出晶胞如下图： （3）Cl-的空间环境不同，可分为两类：体内的两个Cl-为一类；棱边中点的4个Cl-为另一类。前者距NH4+较近（3.3510-8cm），距Hg2+也较近（2.4110-8cm）；后者距NH4+3.9710-8cm，距Hg2+2.9610-8cm。（4）Cl-与Cl-之间距离为4.19 ，Cl-与Cl-之间距离为4.19 ，Cl-与Cl-之间距离为4.19 。Cl-与Cl-之间距离分别为3.128（上）和4.812（下）（1.5642=3.128，7.94-3.128=4.812）；Cl-与Cl-之间距离为：。（5）Hg2+的配位数是6，配位多面体是一个压缩的八面体。例3（结构测试题1.1）设有一AB型晶体，晶胞参数是a=b=3.98，c=3.72，=90，一个晶胞中有两个A，其坐标是（0，0，0），已知晶胞中一个B的坐标是。该晶体属于什么晶系？属于什么格子？一个晶胞中含有几个B？晶胞中另外一些B原子的坐标能否确定，写出其坐标，若不能确定，说明其理由。解析：四方晶系，简单四方格子，2个B，另一个B的坐标不能确定，。例4 某黄铜中Cu和Zn的摩尔分数分别是0.75和0.25，该合金的结构跟纯铜相同（立方最密堆积），只是Zn原子统计的无序取代了Cu原子。在每个原子的位置上，Cu和Zn的占有率正比于合金的组成，即合金可以看作是由Cu0.75Zn0.25组成的。已知合金的密度为8.51g/cm3，计算合金的统计原子半径。（相对原子质量：Cu 63.5 ，Zn 65.4）（第26届Icho竞赛试题）解析：例5 KnC60是碱金属的球碳盐，具有超导性，属立方晶系。C60n-位于晶胞的顶点和面心，K+则位于晶胞的棱心、体心及将立方晶胞均分为八个小立方体的体心，试确定：（1）晶胞中K+和C60n-的数目；（2）确定n值；（3）确定结构基元的化学式；（4）确定晶体的晶格型式。解析：（1）12个K+，4个C60n-；（2）n=3；（3）K3C60；（4）面心立方。例6 2003年3月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为Na0.35CoO2.1.3H2O，具有-CoO2-H2O-Na-H2O-CoO2-H2O-Na-H2O-层状结构；在以“CoO2”为最简式表示的二维结构中，固原子和氧原子成周期性排列，固原子被4个氧原子包围，Co-O键等长。（1）钴原子的平均氧化态为多少？（2）以 代表氧原子，以代表钴原子，画出CoO2层的结构，用粗线画出两种二维晶胞。可资参考的范例是：石墨的二维晶胞是下图中用粗线围拢的平行四边形。（3）据报道，该晶体是以Na0.7CoO2为起始物，先跟溴反应，然后用水洗涤而得的。写出起始物和溴的反应方程式。（2003年全国化学竞赛初赛试题）解析：（1）+3.65，（2）（3）Na0.7CoO2+0.35/2Br2=Na0.35CoO2+0.35NaBr练习题1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+=?参考答案：RK+=139.5pm。2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 参考答案：（1）四面体空隙的中心“X”，在每个小立方体的中心。正八面体空隙的中心“”在整个立方体的中心，也可在棱心处。球数：四面体空隙数：八面体空隙数=1：2：1.（2）中间一层的一个小球与上面一层的三个小球构成四面体空隙，可确定其中心；中间一层三个小球与上面一层三个小球构成八面体空隙，可确定中心。（3）Ti3+填入八面体空隙；占据该种空隙的百分率为33.33%；其填入空隙的可能方式有3种。3（B3）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。参考答案：（1）原子晶体；sp3杂化；10928，椅式；（2） d a d=2RC+2RSi a=4RC+4RSi（3）1：3：2，投影在空隙上，相错；（4）12，1.633d，硅；（5）密度偏小，说明实际晶胞体积比计算值小。（6）。4（B5）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。参考答案：（1） ： F Xe F “跷跷板”形。 O F（2）中间N为中心原子：，属直线形；（3）中间的N采取sp杂化，分别与两边N形成两个键；在yz方向各形成两个大键。（4）中间O视为中心原子，属于AX2E型，分子构型为角形（V形）；中间O采取不等性sp2杂化，与两边O形成键，在z方向上形成大键；O3为极性分子，O2为非极性分子，故O3在水中溶解度比O2的大。（5）HNO3：N采取sp2杂化，键；NO3-：N采取sp2杂化，形成大键。（6）与一般液体物质相比较，水能形成氢键，故气化热较大。（7）每个O为两个八面体所共有，故一个八面体中O原子的个数为61/2=3，故化学式为ReO3。5（B5）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）参考答案：（1）拿到地面上，该晶体将熔化，并释放出甲烷气体。因为压力减小，温度升高，则“固液气”。为分子晶体，因甲烷和水都是小分子组成的物质。不过微粒间既有分子间力，也有氢键（水分子间）。（2）。6（B6）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？参考答案：（1）黄铁矿中Fe-S键较短；（2）FeS2密度大；（3）FeS2属NaCl型，由两个面心立方晶体穿插而成。7（结构化学练习题1.1）钼属于体心立方晶格型式，20时，密度D=10.3g/cm3，试计算最邻近的两个钼原子中心间的距离。（已知钼原子的相对原子质量为95.94）参考答案：2.71910-8a3。8（结构化学练习题1.2）金属铜属于立方晶系，晶胞参数a=3.588，铜的密度为8.92 g/cm3 ，计算晶胞中所含铜原子数，并指出铜原子在晶胞中的分布（用分数坐标表示）。（已知Cu的相对原子质量为63.55）参考答案：4。9金属钋晶体是简单立方晶体结构，按紧密堆积原理，计算晶体中空隙体积的百分数。参考答案：47.64%。10由表查得金属Ni为A1型结构，原子间最近接触距离为2.492，试计算该立方晶胞的边长及金属Ni的密度。（已知Ni的相对原子质量为58.69）参考答案：a=3.525，D=8.903 g/cm3。11某黄铜中Cu和Zn的摩尔分数分别是0.75和0.25，该合金的结构跟纯铜相同（立方最密堆积），只是Zn原子统计的无序取代了Cu原子。在每一原子的位置上，Cu和Zn的占有率正比于合金的组成，即合金可以看作是由Cu0.75Zn0.25组成的。已知合金的密度为8.51 g/cm3，计算合金的统计原子半径。（相对原子质量：Cu 63.5，Zn 65.4）参考答案：r=1.302。12.设有一AB4型晶体，属立方晶系，每个晶胞中有一个A和四个B，一个A的坐标是，四个B原子的坐标是，此晶体的晶格型式为何？参考答案：简单立方。13某一立方晶体，晶胞参数的顶点位置全为A占据，面心为B占据，体心为原子C占据。写出此晶体的化学组成；用分数坐标写出诸原子在晶胞中的位置；给主晶体的晶格型式。参考答案：AB3C，（坐标略），简单立方。14今有AxBy物质的晶体属立方晶系。在晶胞的每个顶点处有一个A原子处，还在体心处有一个A原子，其坐标为，在坐标和处各有一个B原子。试绘出晶胞结构简图；确定x和y的数值；设晶胞的边长为6，A和B的原子量分别为40和120，计算晶体的密度。参考答案：x=2,y=1,D=1.538 g/cm3。15.有一AB2型立方面心晶体，问一个晶胞中可能含有多少个A和多少个B？参考答案：4nA和8nB（n=1，2，3）。16.钨酸钠Na2WO4和金属钨在隔绝空气的条件下加热得到一种具有金属光泽的、深色的、有导电性的固体，化学式为NaxWO3，用X-射线衍射法测得这种固体的立方晶胞的边长a=3.8010-10m，用比重瓶法测得它的密度为d=7.36 g/cm3。已知相对原子质量：W 183.85，Na 22.99，O 16.00，阿附加德罗常数L=6.0221023mol-1。求这种固体的组成中的x值（2位有效数字），给出计算过程。参考答案：x=0.49。17钒是我国丰产元素，储量占全球11%，居第四位。在光纤通讯系统中，光纤将信息导入离光源1km外的用户就需用5片钒酸钇晶体（钇是第39号元素）。我国福州是全球钒酸钇晶体主要供应地，每年出口几十万片钒酸钇晶体，年创汇进千万美元（1999年）。钒酸钇是四方晶体，晶胞参数a=712pm，c=629pm，密度d=4.22 g/cm3，含钒25%，求钒酸钇的化学式以及在一个晶胞中有几个原子。给出计算过程。（相对原子质量：Y 88.91，O 16，V 50.94）（2003年全国化学竞赛初赛试题）参考答案：YVO4，24个。18设有一AB型晶体，属于正交底心，每个晶胞中有两个A原子和两个B原子，已知一个B原子的坐标是，求另外两个A原子和一个B原子的坐标。参考答案：B，A（0，0，0）。19（结构测试题1.2）铜有一种氧化物，其晶胞结构可描述如下：A原子占据立方体的顶点及体心，而在每间隔一个小立方体的中心处放上一个B原子。说明A与B各代表什么原子，并写出该氧化物的分子式。该晶体的晶格型式为何？结构基元是什么？一个晶胞中有几个结构基元？Cu原子和氧原子的配位数各是多少？已知晶胞参数a=4.26，计算Cu原子间，O原子间及铜氧原子间的最近距离。参考答案：A氧原子，B铜原子，Cu2O；简单立方，结构基元是“2个Cu2O”或“Cu4O2”，1个；Cu原子的配位数为2，O原子的配位数为4；dCu-Cu=3.01，d O-O=3.69，dCu-O=1.84。20金属钋晶体是简单立方晶格结构，按紧密堆积原理，计算晶体中空隙体积的百分数。参考答案：47.64%。21在CaF2和六方ZnS晶体中，正离子占据什么空隙？正离子占据空隙的百分率为多少？参考答案：在CaF2中，Ca2+占据立方体空隙，空隙填充率为1/2；在六方ZnS中，Zn2+占据四面体空隙，空隙填充率为1/2。22.（结构无机化学C-2）最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互转换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八