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1、中学综合学科网 第 1 页 共 24 页 http:/中学化学竞赛试题资源库对称性和 VSEPRA 组B 组1IO 65 中的 I 是采用何种形式杂化A d2sp3 B sp3d C dsp3 D sp3d22下列分子或离子为平面四边形构型的是A ICl4 B ClO4 C BrF4 D SF43ClO 3F 的结构属于A 线型 B 平面四边 C 平面三角 D 四面体4XeF 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。5磷的氯化物有 PCl3 和 PCl5，氮的氯化物只有 NCl3，为什么没有 NCl5？白磷在过量氯气（其分子有三种不同的相对分
2、子质量）中燃烧时，其产物共有几种不同分子。6在立方体中找出 4 根三重轴，3 根四重轴和 9 个镜面。C 组7HCN 和 CS2 都是直线型分子，请写出它们的对称元素。8写出 H3CCl 分子中的对称元素。9写出三重映轴 S3 和三重反轴 I3 的全部对称操作。10写出四重映轴 S4 和四重反轴 I4 的全部对称操作。11写出 xz 和通过原点并与 x 轴重合的 C2 轴的对称操作 C21 的表示矩阵。12用对称操作的表示矩阵证明：（a）C 21（x） xyi （b）C 21（x） C21（y） C 21（x） （c ） yz xzC 21（x）13写出 ClHCHCl（反式）分子的全部对称操
3、作及其乘法表。14写出下列分子所归属的点群：HCN，SO 3，氯苯（C 6H5Cl） ，苯（C 6H6） ，素（C 10H8） 。15判断下列结论是否正确，说明理由。（a）凡直线型分子一定有 C 轴。（b）甲烷分子有对称中心。（c）分子中最高轴次（n）与点群记号中的 n 相同（例如 C3h 中最高轴次为 3） 。（d）分子本身有镜面，它的镜像和它本身全同。16联苯 C6H5C 6H5 有三种不同构象，两苯环的二面角（）分别为：（a）0（b）90 o， （c）090 o，试判断这三种构象的点群。17SF 5Cl 分子的形状和 SF6 相似，试写出它的点群。18画一立方体，在 8 个项角上放 8
4、个相同的球，写明编号。若：（a）去掉 2 个球，（b）去掉 3 个球。分别列表指出所去掉的球的号数及剩余的球构成的图形所属的点群。19判断一个分子有无永久偶极矩和有无旋光性的标准分别是什么？20作图绘出 Ni（en）(NH 3)2Cl2 可能的异构体及其旋光性。21由下列分子的偶极矩数据，推测分子的立体构型及其点群。中学综合学科网 第 2 页 共 24 页 http:/（a）C 3O2（o） （b）SO 2（25.4010 30 Cm）（c）NCCN（0） （d）HOOH（6.910 30 Cm）（e）O 2NNO 2（0） （f）H 2NNH 2（6.1410 30 Cm）（g）H 2N N
5、H 2（5.3410 30 Cm）22指出下列分子的点群、旋光性和偶极矩情况：（a）H 3CO CH3 （b）H 3CCHCH 2（c）IF 5 （d）S 8（环形）（e）ClH 2CCH 2Cl（交叉式） （f）23下表列出 4 对化学式相似或相同但偶极矩不同的化合物，试阐明每一对中两个化合物在几何构型上的主要差异。24已知 Cl 的偶极矩为 5.171030 Cm， CH 3 的偶极短为1.3410 30 Cm。试推算邻位（o） 、间位（m）和对位（p）的 C6H4ClCH3 的偶极矩，并与实验值（4.1510 30 ，5.9410 30 和 6.341030 ）Cm 相比较。25水分子的
6、偶极矩为 6.171030 Cm，而 F2O 的偶极短只有 0.901030 Cm，它们的键角值很相近，试说明为什么 F2O 的偶极短比 H2O 的偶极矩小很多。26试判断硝酸根和亚硝酸根离子中 ON O 的键角？27POCl 3 是一个不规则的四面体结构，其中 P 原子处于中心。 ClPCl 键角是103.5。试对该结构偏离正四面体结构给出定性的说明？28八面体配位的 Fe(C2O4)32 有哪些异构体？属什么点群？旋光性情况如何？29利用下表所列化学键的摩尔折射度数据计算 CH3COOH 分子的摩尔折射度 R。实验测得醋酸的折射率 n 为 1.3718，密度 d 为 1.046 gcm3
7、，根据这些实验数据计算 R的实验值，并与理论计算值比较。30用 C2v 群的元进行相似变换，证明 4 个对称操作分四类。 提示：选群中任意一中学综合学科网 第 3 页 共 24 页 http:/个操作为 S，逆操作为 S1 ，对群中某一个元（例如 C21）进行相似变换，若S1 C21SC 21，则 Cl21 自成一类。 31用 C3v 群的元进行相似变换，证明 6 个对称操作分 3 类。32试述红外活性的判据。33试述 Raman 活性的判据。34将分子或离子：Co(en) 33 ，NO 2 ，FHCCHF，(NH 2)2CO，C 60，丁三烯，B(OH)3，N 4(CH2)6 等按下列条件进
8、行归类：（1）既有极性又有旋光性；（2）既无极性又无旋光性；（3）无极性但有旋光性；（4）有极性但无旋光性。35根据电子对间相互排斥和中心原子的杂化轨道理论说明下列各分子或离子的键角：Cl 2O ）ClO 2 Cl 2O7 I336写出 CH3 、C 5H5N、Li 4(CH3)4、H 2CCC CH 2、椅式环乙烷、XeOF 4 等分子所属的点群。37正八面体 6 个顶点上的原子有 3 个被另一种原子取代，有几种可能的方式？取代产物各属于什么点群？取代产物是否具有旋光性和仍极矩？38利用价电子对互斥理论说明下列分子的形状：XeF4，XeO 4，XeO 3，XeF 2 和 XeOF4。39写出
9、下列各物质的电子点阵式，并说明其分子的几何结构。ICl 3；XeF 240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。41画出下列分子中孤对电子和键对电子在空间的排布图：（a）IC12 ，N 2O；（b）H 3O ，BrF 3，NF 3；（c）ICl 4 ，IF 4 ，SbF 4 ，XeO 2F2；（d）IF5，XeF 5 。42对下列分子和离子：CO 2，NO 2 ，NO 2，NO 2 ，SO 2，ClO 2，O 3 等，判断它们的形状，指出中性分子的极性，指出每个分子和离子的不成对电子数。43
10、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？44PCl 5 有三角双锥形结构，而 IF5 有正方锥形结构。试说明造成这种差异的原因？ 45试判断 I3 的结构？46求算下面各物质中中心原子的 VSEPR 数分别为多少（提示：首先画出它们的Lewis 结构）？（ 1）SO 2 （2）SO 3 （3）SO 32 （4）SO 42 （5）SF 6 （6）S 3247指出下面各物质的 VSEPR 数、形状和键角？（1）XeF 4， （2）XeO 3， （3）XeF 248下列哪些分子或离子是直线形的（即所
11、有键角为 180）（1）OF 2 （2）HCN （3）H 2S （4）CO 2 （5）IF 249下面哪些分子或离子具有弯曲构形？（1）BeCl 2 （2）HOCl （3）HO 2 （4）NH 2 （5）N 350下面哪些分子或离子是平面形？中学综合学科网 第 4 页 共 24 页 http:/（1）BF 3 （2）XeO 4 （3）NO 3 （4）C 2H2 （5） HN351下列哪些分子或原子有偶极矩？（1）CH 2Cl2， （2）顺C 2H2Cl2 （3）反C 2H2Cl2 （4）CH 2CCl2 （5）SF 4 （6）XeF 4 （7）C 2F4 （8 ）H 2SO4 （9）NH 4
12、（10 ）N 2H4 （11）NCl 352如果不考虑氢原子，你认为下列分子或原子中哪些是平面的结构？（1）CH 3CHCHCl， （2）HNO 3， （3）H 2PO4 ， （4）SOCl 2， （5）C 6H5OH（苯酚）53填表：分子或离子 NO2 SO3 NH4 TeCl4 IF5中心原子杂化类型中心原子孤电子对数分子中 键数分子中 键数分子形状54画出下列分子的点电子图，以及相同结构的一种离子的点电子图，即与分子具有相同的几何构形和同数目的共享电子和未共享电子。（1）CH 4 （2）F 2 （3）HNO 3 （4）CF 4 （5）He（6）NH 3 （7）SO 2 （8）N 2O4
13、（9）N 2 （10）CS 255已知 ClO3 、SO 32 、IO 3 、BrO 3 、XeO 3 互为等电子体，为什么不包括 PO33在内？56已知 NO3 、CO 32 互为等电子体，为什么不包括 SiO32 、PO 33 ？57试讨论含 22 个价电子的 C2O22 、N 2O2、CO 3、N 2S2 系列分子与离子的结构式。58下列分子和离子中原子的连接顺序如下：（1）FNO， （2）NSF， （3）H NCNH， （4）HN C O ，（5）HCNO， （6）S CN CH 3， （7）SC NSiH 3，（8）HNNN， （9） ， （10） ，（11） ， （12） ， （1
14、3）写出它们的结构式，说明分子的几何构型和分子所属的点群。59试用价层电子对互斥理论，判断下列分子或离子的空间构型：SO42 、SF 2，SF 4，XeF 4，NO 2，NO 2 ，PCl 4 ，AsF 5，AlF 63 ，SbF 52 。60推测二氧化硫、氯酸根离子、五溴化磷、六水合铝（）离子四种物质的形状（几何构型） ，并画出各自的示意图。预测的“理想”角度，若可能有偏差，用或以及相应的角度（以度表示）标出键角。61PCl 5 分子为三方双锥形结构。（l）指出分子所属的点群和 P 原子所用的杂化轨道，是否要求全部 PCl 键等长？中学综合学科网 第 5 页 共 24 页 http:/（2）
15、若用 VSEPR 方法判断 PCl 键的键长，是三重轴上键长较赤道上长还是短？（3）晶态时五氯化磷由PCl 4 PCl6 组成，试解释是什么因素起作用？62写出下列分子和离子的中心原子所用的杂化轨道、几何构型，估算中心原子和配位原子间的键长，判断它们的磁性。（a）Ni(CO) 4 （b）Ni(CN) 42 （c）NiCl 42 （d）PtCl 42（e）ICl 4 （ f）BeF 42 （g）SbF 4 （h）SF 463确定某些分子的结构。VSEPR（价电子对互斥）理论认为，价电子所取的排列必是价电子对（键合和非键合）间斥力最小的构型。（1）比较 CCl4、SCl 4 及 XeF4 分子的几何构型：指出每种分子中围绕着中心原子的排列的价电子对数。画出各种分子的一种（或几种）的可能结构。若某分子有几种可能构型，根据价电子对斥力
