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1、2011 级化学兴趣小组1原子结构分子结构专题检测姓名 班级 H1.008 相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91
2、Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLa Rf Db Sg Bh Hs Mt DsLa 系 La138.9 Ce140.1 Pr140.9 Nd144.2 Pm144.9 Sm1
3、50.4 Eu152.0 Gd157.3 Tb158.9 Dy162.5 Ho164.9 Er167.3 Tm168.9 Tb173.0 Lu175.0一、 （2009 年全国高中学生化学竞赛省级赛区 1）（1）分别画出 BF3 和 N(CH3)3 的分子构型，指出中心原子的杂化轨道类型。(2)分别画出 F3BN(CH3)3 和 F4SiN(CH3)3 的分子构型，并指出分子中 Si 和 B 的杂化轨道类型。（3）BeCl 2 是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。分别画出它们的结构简式，并指出 Be的杂化轨道类型。二、 （2010 年全国高中学生化学竞赛省级赛区 1）（1）2009
4、 年 10 月合成了第 117 号元素，从此填满了周期表第七周期所有空格，是元素周期系发展的一个里程碑。117 号元素是用 249Bk 轰击 48Ca 靶合成的，总共得到 6 个 117 号元素的原子，其中 1 个原子经p 次 衰变得到 270Db 后发生裂变；5 个原子则经 q 次 衰变得到 281Rg 后发生裂变。用元素周期表上的117 号元素符号，写出得到 117 号元素的核反应方程式（在元素符号的左上角和左下角分别标出质量数和原子序数） 。（2） 写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型：2011 级化学兴趣小组2FFFI(C6H5)IF5Xe(C6H5)2XeI+I(C6H5)2+三、
5、（2010 年全国高中学生化学竞赛省级赛区 4）分别将 O2、KO 2、BaO 2 和 O2AsF6填入与 OO 键长相对应的空格中。OO 键长 112 pm 121 pm 128 pm 149 pm化学式四、 图 1 图 2 图 316 系列的杂多阴离子具有典型的 Anderson 结构，配离子 M（Mo，W 氧化态均为6）与氧（O 氧化态为2）形成八面体配位，杂原子 X（化合价设为 n，可以是 Te6 ，I 7 ，Cr 3 ，Co 3 等） 。Anderson 结构配合物分为 A 系列和 B 系列。（1）上图 1 是 B 系列阴离子的示意图，中心八面体 XO6 被六个 MO6（M 为 Mo
6、 或 W， ）八面体包围，这六个 MO6 八面体处于同一平面且每个八面体与相邻八面体共用边相连，请写出该阴离子的化学式通式 。（2）图 2 表示每个杂原子与六个 OH 基团形成八面体配位，与杂原子相配位的氧原子和氢原子成键 ，当 X 是 Cr3 ，中心八面体被六个 MoO6 八面体包围，请写出这种类型 B 系列阴离子的化学式 。（3）第 2 题中结构的阴离子还可以形成双聚体，该双聚体带 7 个单位负电荷，但其重复单位所含的原子个数仍可以表示为传统的分子式形式，如图 3 所示。图中 Ot 表示端氧，Ob 是与两个 Mo 相连的氧，Oc 是与两个 Mo 和一个 Pt（氧化态4）相连的氧。写出双聚体
7、的化学式 。五、 （1）由 C3O2 分子式推测存在的键类型，如何成键，并写出其 lewis 结构式。（2）在一定条件下，三个甲醛分子可以连成一个环形分子。画出它的 Lewis 结构式。 【正确的结构应是C 和 O 原子交替相连】2011 级化学兴趣小组3（3）为何下列各对分子的偶极矩明显的不同？请说明理由。OF 2（1.0010 30 Cm），BeF 2（0）PF 3（3.4310 30 Cm），BF 3（0）NH 3（4.9310 30 Cm），NF 3（0.6710 30 Cm）六、美国科学杂志世界上科学界最权威最精英的杂志之一。下面这幅分子结构模型图正是 2004 年 4 月 30号出
8、版的SCIENCE杂志上的图片，报道的是，中国科学家首次成功合成新型稳定小富勒烯 C50Cl10，这项研究是富勒烯科学的重要突破。该项工作是在厦门大学化学系郑兰荪院士的领导和组织下完成的，武汉物数所参与了其中部分工作并做出了特殊贡献。该成果的论文“Capturing the labile fullerene50 as C50Cl10”。C 50Cl10 也是具有完美对称的分子， C50Cl10 的研究有着极为重要的科学价值。现根据其信息，试完成以下两小题。（1）厦门大学郑兰荪院士合成的 C50Cl10 富勒烯足球状分子含氯衍生物，50 个碳原子组成若干个正六边形和正五边形，其中碳均为四价。有关
9、 C50Cl10 的说法正确的是（ ）A C50Cl10 与 C60 互为同素异形体B C50Cl10 分子中共用电子对数目为 105 个C C50Cl10 摩尔质量为 955gD C50Cl10 分子中含有 55 个碳碳单键（2）不饱和度 是确定有机物分子结构的重要方法，不饱和度也称为缺氢指数，当分子中每产生一个 C C 或每形成一个单键的环，就会产生一个不饱和度，足球烯 C60 的不饱和度为 61。有机物分子中的卤素原子取代基，可视作氢原子计算 。试回答下列：立体封闭有机物分子（多面体或笼状结构）也可确定不饱和度，如：立方烷 ：面数为 6，5 棱晶烷 ：面数为 5，4 金刚烷 面数为 4，
10、3。则 C50Cl10 结构中面数为： ，不饱和度 为： 。七、多面体几何学和化学的关系日益显得重要。在实习中，示出了五种正多面体的图形和性质，介绍了多面体通用的 Euler 公式顶角数（V ）面数（F）棱边数（E）2 ，讨论了等径圆球密堆积中的四面体和八面体空隙的几何学等，帮助读者在了解有关化合物的结构和性质上打下一定的基础。随着球碳（如 C60，C 70 等）的出现，单质硼中 B12 单元和 B60 壳层结构的测定，以及包合物和原子簇化合物中呈现的种种多面体的结构，又吸引读者进一步学习多面体的结构的兴趣。试回答下面有关多面体几何学的问题：（1）当多面体只由五边形面（F 5）和六边形面（F
11、6）组成，每个顶点都连接 3 条棱时，试证明不论由多少个顶点组成多面体，其中五边形面的数目总是 12 个。2011 级化学兴趣小组4（2）已知 C60 分子是个具有足球外形的 32 面体，试计算其价键结构式中的 CC 单键数目，CC双键数目和 键数目。（3）已知 C80，C 82 和 C84 都能包合金属原子，形成CaC 80，BaC 80，CaC 82，La C 82，CaC 84。 ，LaC 84 等分子。试分别计算 C80，C 82 和 C84 分子中含有六边形面的数目。八、 （1）XeF 2 和 PCl5 两种分子没有极性，而 XeO3 分子则是极性分子，试画出这三种分子的结构。（2）
12、磷的氯化物有 PCl3 和 PCl5，氮的氯化物只有 NCl3，为什么没有 NCl5？（3）磷在氯气中燃烧可生成三氯化磷，五氯化磷。现有足量白磷在氯气（其分子有三种不同的相对分子质量）中燃烧时，其产物共有几种不同分子。（4）利用价电子对互斥理论说明 AsH3，ClF 3，SO 3，SO 32 ，CH 3 和 CH3 等分子和离子的几何形状，并指出哪些分子有偶极矩。(5)已知硫和氯以不同的性质形成 S2Cl2、SCl 2 和 SCl4。试画出这些分子的 Lewis 结构式，并用VSEPR 理论预测它们的形状？2011 级化学兴趣小组5九、 （1）判断对错，指出理由：化合价一般比形式电荷小。（2）
13、所有原子序数 Z 为奇数的原子一定至少有一个未成对电子，试说明原子序数为偶数的原子可能含有未成对电子吗？如果肯定，请给出前三个周期元素中的全部例子。（3）第一过度系元素中哪些原子是反磁性的？写出他们的电子构造式。（4）最先出现 g 亚层的主量子数为多少？但该主量子数代表的周期元素并未有元素在 g 亚层排电子，原因何在。（5）对于气相反应 K+F=K+ + F-，如果控制反应条件使生成的正负离子不再进一步化合，此过程H=91kJmol-1。已知 K 的电离能为 4.34 ev，求 F 的电子亲和能为多少？十、(第 20 届国际化学奥林匹克竞赛（IChO）试题)在我们这个三维空间世界里的周期系是根
14、据 4 个量子数建立的，即 n=1,2,3,，l=0,1,，n-1，m=1，2，l。 如果我们搬到一个想象的“平面世界”去，那是一个二维世界，那里的周期系是根据三个量子数建立的，即 n=1，2，3；m=0，1，2，(n-1)； m s=1/2 。这个“平面世界”里的 m 所代表的意义，相当于三维世界中 l 和 ml二者的作用(例如：用它也能表示 s、p、d能级)。不过我们在普通三维世界中的基本原理和方法对这个二维的“平面世界”是适用的，下面几个问题都与这个“平面世界”有关。a)画出“平面世界”周期表前四个周期。在其中按照核电荷标明原子序数，并用原子序数 (Z)当做元素符号。写出每一元素的电子构
15、型。2011 级化学兴趣小组6b)画出 n2 各元素的杂化轨道。在“平面世界”中的有机化学是以哪一种元素为基础的？指出乙烷、乙烯和环已烷分别与在“平面世界”中的什么化合物对应(用数字表示元素符号)。c)在这个“平面世界”中，有哪些规则和三维世界中所用的 8 电子和 18 电子规则（s、p、d 轨道电子和）相当？d)画图说明 n=2 的几个“平面世界”元素的第一电离能的变化趋势。在“平面世界”周期表中，画出元素的电负性增长方向。e)画出“平面世界”中 n=2 的各元素的电中性、同核双原子分子的分子轨道能级图。其中哪些分子是稳定的？f) n=2 的各元素分别与最轻的元素(Z=1)形成简单的二元化合物。用原子序数做为元素符号，画出它们的 Lewis 结构式，并画出它们的几何构型，指出分别与它们中每一化合物相应的三维世界中的化合物。十一、(1988 年全国化学竞赛冬令营试题 )向硫酸四氨合铜的水溶液中通入二氧化硫至溶液呈微酸性，生成白色沉淀 A。元素分析表明 A 含 Cu、N 、S、 H、O 五种元素，而且物质的量比CNS1 11。激光拉曼光谱和红外光谱显示 A 的晶
