結(jié)構(gòu)化學(xué)專項訓(xùn)練

1、智浪教育一普惠英才文庫-化學(xué)競賽初賽專題訓(xùn)練（結(jié)構(gòu)化學(xué)）第一題磷不僅在地殼中廣泛分布（豐度居所有元素的第13位）也存在于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、骨骼和牙齒中，是動植物不可缺少的元素之一，磷有三種同素異形體，分別是白磷、紅磷和黑磷。1 .在液態(tài)和800c以下的蒸氣中，磷單質(zhì)主要以P4分子形態(tài)存在。P4分子的空間構(gòu)型為,P-P-P鍵角為。2 .將白磷隔絕空氣加熱到1700C,測得蒸氣的密度（1大氣壓下）為0.509kg/m3,并檢測到磷原子間有兩種鍵長。確定1700c下磷蒸氣的主要成分，寫出分子式、畫出結(jié)構(gòu)式、計算出體積百分含量。3 .白磷在30c左右即自燃，因此保存白磷的方法是。4 .白磷在空氣中燃燒得到

2、磷的氧化物，空氣不足時生成A,空氣充足時生成B,A、B的結(jié)構(gòu)都以P4分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)而衍生的。寫出A、B的分子式，畫出A、B的結(jié)構(gòu)式。5 .氧化物A中磷原子的空間構(gòu)型是,氧原子的空間構(gòu)型是,還有兩種有機化合物的骨架結(jié)構(gòu)與A類似，一種是燒（C）,另一種是含N衍生物（D）,請分別寫出C、D的化學(xué)式，畫出結(jié)構(gòu)簡式。6 .NH4+和HCHO在水溶液中可發(fā)生反應(yīng)，生成化合物D。寫出離子方程式?，F(xiàn)有一瓶失去標(biāo)簽的一元酸的錢鹽，為了測定其含氮量，稱取2g樣品溶于水，加入適量HCHO的溶液配成100mL溶液，再取10mL,滴入酚酗:后再逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液，當(dāng)?shù)蔚?5mL時溶液出現(xiàn)粉紅色，且在半

3、分鐘內(nèi)不褪色。求錢鹽中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。7 .紅磷的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，有人認(rèn)為它是一種層狀晶體，每一層是由許多磷原子環(huán)繞排列而成的五角形管道，管道中的重復(fù)單位是由個原子構(gòu)成的鏈節(jié)。下圖是“紅磷管道中的鏈節(jié)”。紅磷是高分子化合物嗎？,為什么？8 .黑磷具有類似石墨的片層結(jié)構(gòu)，有“金屬磷”之稱。列舉兩種黑磷特有的物理性質(zhì)：。9P4（s白磷）+502（g）=P4O10（S）H=24.08kJ/g白磷P（s、紅磷）+5/4。2®=1/4P4O10（s）AH=-23.84kJ/g紅磷寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式：即1mol白磷轉(zhuǎn)化為紅磷時（吸收、釋放）kJ熱量。白磷和紅磷，何者熱力學(xué)穩(wěn)定性好？10

4、 .在自然界中，磷的主要礦物是Ca3（PO4）2H2O和,它們是制造磷肥和一切磷化合物的原料。制備白磷的方法是以磷酸鈣礦為原料，以焦碳作劑，以石英砂做劑，1780K時在電爐中高溫下共熔得到。寫出反應(yīng)方程式。11 .白磷在熱的濃氫氧化鉀溶液中岐化得到一種次磷酸鹽和一種氣體,寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。12 .白磷還能將Cu等不活潑金屬從它們的鹽溶液中還原出來，所以硫酸銅溶液是白磷中毒的解毒劑。寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。如果該反應(yīng)是在加熱條件下進行的，得到的還原產(chǎn)物是CU3P,寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。13 .白磷用于制備純磷酸，化學(xué)反應(yīng)方程式是,大量用于火柴生產(chǎn)的磷的同素異形體是。14 .人體內(nèi)90%的磷是以的形式

5、存在于骨和牙齒中；生物體內(nèi)新陳代謝和光合作用中涉及到的三聚磷酸鈉的一個酯是。第二題納米材料的特殊性質(zhì)的原因之一是由于它具有很大的比表面積（S/V）即相同體積的納米材料比一般材料的表面積大很多。假定某種原子直徑為0.2nm,則可推算在邊長1nm的小立方體中，共有個原子，其表面有個原子，內(nèi)部有個原子。由于處于表面的原子數(shù)目較多，其化學(xué)性質(zhì)應(yīng)（填“很活潑”或“較活潑”或“不活潑”）。利用某些納米材料與特殊氣體的反應(yīng)可以制造氣敏元件，用以測定在某些環(huán)境中指定氣體的含量，這種氣敏元件是利用了納米材料具有的作用。第三i題已知NaCl的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖。理論上認(rèn)為高溫下NaCl晶體導(dǎo)電是由于Na+遷移到另一空

6、穴而造成（以1/8晶胞為例如圖），其中Na變經(jīng)過一個由3個Cl-組成的最小三角形窗孔（Cl-離子相互不接觸）。已知晶胞參數(shù)a=564pm,r（Na+）=116pm斐（Cl-）=167pm,計算三角形窗孔半徑。第四題鈣鈦礦型復(fù)合氧化物是小分子物質(zhì)氧化還原反應(yīng)很有效的催化劑。研究表明在測定溫度范圍內(nèi)，LaNiO3具有金屬導(dǎo)電性，La2NiO4和LaSrNiO4為P型半導(dǎo)體，電導(dǎo)率與CO氧化活性存在相互對應(yīng)關(guān)系，其大小順序為：LaNiO3>LaSrNiO4>La2NiO4。結(jié)構(gòu)研究表明LaNiO3為正常鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。1. LaNiO3屬于何種晶系？晶胞中各原子（離子）的位置如何？試畫出一個

7、晶胞。2. La2NiO4結(jié)構(gòu)可視為LaO巖鹽層與LaNiO3交互出現(xiàn)的層狀結(jié)構(gòu)，LaO插入使得LaNiO3的三維同性轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ǘS平面特性。CO在這類材料上首先吸附于Ni3+上智浪教育一普惠英才文庫-的配位活化，然后與表面氧種結(jié)合生成CO2,試寫出離子方程式（可用最簡單離子表示反應(yīng)各物種）。3. 與LaSrNiO4相似，鈕鋼銅氧化物是具有鈣鈦礦構(gòu)型和相關(guān)的一種晶體結(jié)構(gòu)，且晶體中Y、Ba、Cu的原子個數(shù)比為1：2：3,試寫出其化學(xué)式。第五題1 .納米碳管（CNTS-CarbonNanotubes）是一種新型的材料。最常見的一種形如下圖。其中的筒狀B可認(rèn)為是由一種石墨卷起而成，而兩端A可認(rèn)為

8、是由一個足球烯切成兩半球而成。假設(shè)石墨中C-C長為a,那么B管管口周長約為;納米碳管粗（直徑）大約為。請寫出計算過程。2 .石墨以其獨特的層狀結(jié)構(gòu)聞名于世。其實石墨的層狀結(jié)構(gòu)有兩種，實線為A層,虛線為B層，整個晶體呈ABAB交替排列；而另一種石墨晶體則是呈ABCABC三層交替排列。請在圖中用點劃線畫出（畫一個六邊形即可）3 .有人稱石墨為混晶，這其實一點沒錯，層間作用力小，有時甚至可以嵌入其他原子。如果某Li的石墨化物中一個六元環(huán)對應(yīng)一個Li原子，那么此化合物的化學(xué)式可表示為,你認(rèn)為Li和C之間是通過（鍵型）來發(fā)生作用的。第六題ii無機固體化學(xué)是一門新興學(xué)科，其教學(xué)內(nèi)容包括固體材料合成、組成和

9、結(jié)構(gòu)、固體熱力學(xué)和相平衡以及結(jié)構(gòu)與物性表征等。其研究對象為實際固體，而從近代的晶體結(jié)構(gòu)理論和實驗的研究結(jié)果來看，具有化學(xué)整比和非整比的化合物都是普遍存在的，特別是非整比化合物更為普遍?？梢哉J(rèn)為，非整比化合物是有缺陷的化合物，其缺陷的類型以及偏離整比的量均對晶體材料性質(zhì)產(chǎn)生很大的影響。對非整比研究得較多的化合物是Fe1-yO,該體系可以看成是FeO和Fe2O3的固溶體，y值為偏離整比值。以此為例，從各個不同提示角度考慮當(dāng)Fei-yO體系中三價鐵離子與二價鐵離子摩爾分?jǐn)?shù)比值為0.1時求解偏離整比值y。1 .氧化數(shù)代數(shù)和考慮：2 .從整比Fe2O3部分被Fe還原角度考慮：3 .你還有什么其他解法？（

10、再寫出一種方法即可）第七題iii碳化硅（SiC）俗名“金剛砂”，有類似金剛石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。其空間結(jié)構(gòu)中碳硅原子相間排列，右圖所示為碳化硅的晶胞（其中為碳原子，。為硅原子）。已知：碳原子智浪教育一普惠英才文庫-半徑為7.7X10m,硅原子半徑為1.17X10m,SiC晶體密度為3.217g/cm3）1 .SiC是晶體，碳、硅原子雜化類型都是,鍵角都是,三個碳原子和三個硅原子相間構(gòu)成一個式（船、椅）六元環(huán)。2 .如右圖所示碳化硅晶胞，從立方體對角線的視角觀察，畫出一維空間上碳、硅原子的分布規(guī)律（注意原子的比例大小和相對位置，至少畫兩個周期）3 .從與對角線垂直的平面上觀察一層碳原子的分布，請在二維

11、平面是畫出碳原子的分布規(guī)律（用表示，至少畫15個原子，假設(shè)片層碳原子間分別相切）；計算二維空間上原子數(shù)、切點數(shù)和空隙數(shù)的比例關(guān)系再考慮該片層結(jié)構(gòu)的上下各與其相鄰的兩個碳原子片層。這兩個碳原子的片層將投影在所畫片層的（原子、切點、空隙）上，且這兩個片層的碳原子（相對、相錯）4 .如果我們以一個硅原子為中心考慮，設(shè)SiC晶體中硅原子與其最近的碳原子的最近距離為d,則與硅原子次近的第二層有個原子，離中心原子的距離是,它們都是原子。5 .如果我們假設(shè)碳、硅原子是剛性小球，在晶體中彼此相切，請根據(jù)碳、硅原子半徑計算SiC的密度，再根據(jù)理論值計算偏差，并對產(chǎn)生偏差的原因作一合理解釋。6 .估算SiC晶體的

12、原子占據(jù)整個空間的百分?jǐn)?shù)，只需給出一個在5%以內(nèi)的區(qū)間。第八題催化作用在近代化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位。目前認(rèn)為，V2O5是催化氧化SO2的較理想的催化劑。研究表明，在V2O5的晶體中，每個V5+離子周圍有六個氧負(fù)離子O2-,構(gòu)成一個拉長的八面體，其中長軸方向的VO間距離為281Pm。不少學(xué)者對V2O5的催化氧化SO2的機理（反應(yīng)歷程）進行了研究，雖然得到的結(jié)論不盡相同，但可互為補充。Mars曾提出在V2O5固體表面上催化反應(yīng)的機理為：SO2+2V5+O2-SO3+2V4+（1）+2V'+f2U升+O1-（2）近來，Happle用示蹤原子35S和18O及動力學(xué)模型，研究了SO2的氧化

13、過程，提出了如下機理:02 + 2L 工=-/ u _ 3u + 4so2+l=2QL三小口若 SO# L式中L為催化劑表面活性中心，*口“、口郎分別為各基元反應(yīng)（一步完成的簡單反應(yīng)）的正.逆反應(yīng)速度.通過測定和計算，求出心jN%，均接近于L只是U<h試根據(jù)以上敘述回答下列問題:1.（1）、（2）式分別與（3）、（4）、（5）、（6）式中的哪些相當(dāng)？2,哪一步驟為SO2氧化反應(yīng)的控制步驟（即決定反應(yīng)速度的關(guān)鍵步驟）?3,為什么說V2O5在SO2的催化氧化中起了電子泵”傳輸電子的泵）的作用？4.根據(jù)V2O5的晶格結(jié)構(gòu)特點，圖示并說明V2O5催化氧化SO2的過程？第九題金屬銅的理想堆積模型為

14、面心立方緊密堆積（CCP）,圖為金屬銅晶胞，設(shè)它的邊長為acm。1 .將涂黑了的Cu原子連接起來構(gòu)成的面在晶體學(xué)中稱為（1,1,1）面，求（1,1.1） 面所截得的Cu占整個（1,1,1）面面積的百分率。2 .在1個盛有CuSO4溶液的電解精內(nèi)電鍍銅，其中陰極經(jīng)過特殊處理，只有1個（1,1,（1） 露在電解質(zhì)溶液中，其余各面均被保護。假設(shè)此面面積為bcm2,電鍍時電流恒為I。Cu2+在此面上做恒速率均勻沉積，tmin后，有一層Cu原子恰好在陰極上沉積完畢，求這是已沉積的第幾層Cu原子？（阿伏加德羅常數(shù)為N。，法拉第常數(shù)為F）。第十題iv下面是有關(guān)晶體的系列題目1 .設(shè)想從CsCl晶格中除去一半

15、Cs+離子，使C周圍成為四面體配位，這樣得到的MX2是(化學(xué)式)結(jié)構(gòu)。2 .根據(jù)右圖晶體結(jié)構(gòu)，回答：(1)寫出該物質(zhì)的晶胞類型(2)寫出該物質(zhì)的化學(xué)簡式(大球用A表示，小球用B表示)(3)中學(xué)化學(xué)學(xué)過這樣類型的物質(zhì)，請舉一例寫出其化學(xué)式，并說明其中鍵型和1中MX2相同嗎？3.石墨是層狀結(jié)構(gòu)，(1)在石墨中具有三種不同的作用力，除了共價鍵，其中可以解釋始末的滑膩感，可以解釋導(dǎo)電、傳熱的性質(zhì);(2)石墨的化學(xué)式可以寫成(C2)n,看右圖，根據(jù)石墨化學(xué)式形式寫出它的等電子體白石墨的化學(xué)式；(3)正象石墨在高溫高壓下可轉(zhuǎn)化成金剛石結(jié)構(gòu)一樣，白石墨在5X1069X106kPa和15001800K下能轉(zhuǎn)變

16、為和ZnS相似的結(jié)構(gòu)，稱金剛硼，據(jù)測試其硬度金剛石(大于，小于，等于)(4)為什么石墨導(dǎo)電而白石墨不導(dǎo)電呢?第十一題v3,4二口比咤二竣酸鹽酸鹽，結(jié)構(gòu)式為C7H5NO4nHCl,從水中結(jié)晶為一透明的單斜平行六面體，晶胞參數(shù)為a=740pm,b=760pm,c=1460pm,3=99.5o,密度為1.66g/cm3,其單位晶胞必須含有4個竣酸分子，計算晶胞中每個竣酸分子結(jié)合的HCl分子數(shù)。第十二題viSi4半徑41pm,Al3+半徑50pm,Mg2+為65pm,Na為133pm,Ca2+為99pm,O2為140pmoAl3+可以取代原子晶體中的Si4+,不足的正電荷用等物質(zhì)的量的Na+和Ca2+

17、補充，當(dāng)有37.5%的硅被鋁原子取代時，則形成中長石。中長石能與水和CO2同時作用發(fā)生風(fēng)化，變成高嶺土Al2Si2O5(OH)41，同時Na+和Ca2+以酸式碳酸鹽的形式流出來。又知高嶺土中硅元素物質(zhì)的量為反應(yīng)物中硅元素物質(zhì)的量的3/5,其余的硅以化合態(tài)沉淀物的形式析出。問：1 .寫出中長石的分子組成(用化學(xué)式表示)；2 .根據(jù)你所學(xué)的知識說明：為什么鋁能部分取代硅？鎂能否部分取代硅？為什么？3 .寫出中長石風(fēng)化成高嶺土的離子方程式。并簡述該反應(yīng)為什么能夠發(fā)生？4 .風(fēng)化后Al為什么不能像Na+、Ca”一樣被地下水溶解？5 .近年來，由于經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境的破壞，巖石（如中長石）的風(fēng)化速率加快。

18、為什么？6 .某江河流經(jīng)正長石等花崗巖地區(qū)，請你估計一下江水的pH值。第十三題vii這是一個無色透明的片狀晶體，電和熱的不良導(dǎo)體，非常穩(wěn)定，不溶于水和稀酸。發(fā)現(xiàn)它的Sm摻合物具有很好的光致熒光性質(zhì)，被制成X射線熒光增感屏，并被廣泛地應(yīng)用到醫(yī)用X射線檢驗和診斷中。如圖晶體結(jié)構(gòu)：請寫出最簡化學(xué)式：并說明該晶體中，Ba的陰離子配位數(shù)為第十四題viii化學(xué)現(xiàn)象中體現(xiàn)了很多矛盾和統(tǒng)一，值得我們思考：1 .實驗式為CsBr3和CsBrCl2的化合物在100c以下穩(wěn)定存在且晶面為立方晶格形，這種化合物的存在是否與堿金屬只具有正一價相矛盾？為什么？2 .NH4CIO4和HC1O4-H2O（高氯酸水合物）的晶體

19、具有相同的正交結(jié)構(gòu)，單胞的體積分別為395A3和370A3。（1） HC1O4-H2O晶體中的陽離子是（2）這兩種晶體在結(jié)構(gòu)上和體積上的相似性進行解釋：第十五題ix鈣鈦礦型復(fù)合氧化物是小分子物質(zhì)氧化還原反應(yīng)很有效的催化劑。研究表明在測定溫度范圍內(nèi)，LaNiO3具有金屬導(dǎo)電性，La2NiO4和LaSrNiO4為P型半導(dǎo)體，電導(dǎo)率與CO氧化活性存在相互對應(yīng)關(guān)系，其大小順序為：LaNiO3>LaSrNiO4>LazNiO4。結(jié)構(gòu)研究表明LaNiO3為正常鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。1. LaNiO3屬于何種晶系？晶胞中各原子（離子）的位置如何？試畫出一個晶胞。2. La2NiO4結(jié)構(gòu)可視為LaO巖鹽層與

20、LaNiO3交互出現(xiàn)的層狀結(jié)構(gòu)，LaO插入使得LaNiO3的三維同性轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ǘS平面特性。CO在這類材料上首先吸附于Ni3+±的配位活化，然后與表面氧種結(jié)合生成CO2,試寫出離子方程式（可用最簡單離子表示反應(yīng)各物種）。3. 與LaSrNiO4相似，鈕/銅氧化物是具有鈣鈦礦構(gòu)型和相關(guān)的一種晶體結(jié)構(gòu)，且晶體中Y、Ba、Cu的原子個數(shù)比為1：2：3,試寫出其化學(xué)式。第十五題x在神化饃晶體的理想模型中，饃原子和神原子是分層排布的，像維夫餅干，一層饃一層碑地相間，右圖是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿C軸方向的投影，白球是饃原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上

21、。且在該晶體中，饃和神的配位數(shù)均是6。1 .確定神化饃的化學(xué)式為：2 .在右圖的方框里畫出神化饃的一個晶胞的透視圖，標(biāo)出該晶胞內(nèi)面、棱、頂角上可能存在的所有神原子和饃原子(饃原子用大白球，神原子用小黑球表示)3 .請分別指出神和饃的6個配位原子的空間構(gòu)型。a=bwc, c軸向上4 .已知神化饃的晶胞參數(shù)為a=360.2pm,c=500.9pm，計算該晶體的密度。5.神化饃晶體具有明顯的金屬性，試分析原因(已知饃和神的原子半徑分別是125Pm和137Pm)第十六題xi閱讀下面四段材料，回答下列問題：(1) X、Y是同一族的兩個元素，它們之間能形成化合物Ao在該晶體的理想模型中，X原子和Y原子是分

22、層排布的，一層X一層丫地相間，右圖是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿C軸方向的投影，白球是X原子投影，黑球是丫原子投影，圖中的X原子和Y原子投影在同一平面上，且所投影的原子數(shù)目都相同。8.8% ;其單質(zhì)是銀白色金 X的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能強，機(2) X元素只有1種穩(wěn)定同位素，在地殼中的含量約為屬，有延展性；X的原子半徑和離子半徑之比約是2.8:1；械強度較差，化學(xué)性質(zhì)活潑，能與酸、堿、大部分非金屬和金屬氧化物反應(yīng)。(3) Y元素有2種穩(wěn)定同位素，并有多種同素異形體；Y的原子半徑和離子半徑之比約是4.9：1;Y室溫時穩(wěn)定，高溫時與許多非金屬形成化合物，也可與許多金屬形成硬的高熔點穩(wěn)定化合物。Y用于制

23、高能燃料和合金鋼，化合物廣泛用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、玻璃工業(yè)等方面。(4) X的氣態(tài)氯化物B和Y的氣態(tài)氫化物C有具有相同空間構(gòu)型，其對稱要素完全相同（對稱中心、對稱面、對稱軸的種類和數(shù)目完全相同）1. .X、Y的元素符號分別是、,它們都位于周期表的族。2. 確定晶體A的化學(xué)式。3. X在自然界中兩種常見礦石的化學(xué)成分分別是、。4. X有一種硬而有光澤的無色晶體D,易溶于水，不溶于酒精，水溶液顯強堿性。含25.02g的D的水溶液可與200mL0.2mol/L的硫酸完全反應(yīng)。確定D的化學(xué)式。5. 丫也有一種重要的無色半透明晶體E,用于玻璃和搪瓷工業(yè)，也用來制取丫的化合物。加熱晶體E,在100C、150C、

24、320c分別失重23.62%、18.90%、4.72%,變?yōu)闊o水物。晶體E中元素Y的含量為11.34%,確定D的化學(xué)式，并畫出陰離子的結(jié)構(gòu)簡式。6. B和C的化學(xué)式分別是和。畫出它們的結(jié)構(gòu)簡式；并每一分子對稱面的個數(shù)是。第十七題xii環(huán)糊精是環(huán)狀的（多）糖，由6、7、8個葡萄糖單元形成的環(huán)糊精分別稱為“-、3和丫環(huán)糊精。左圖中紅色為O原子，黑色為碳原子，氫原子被略去；右圖表明，環(huán)糊精可以看作一具有疏水孔穴和布滿羥基的親水外殼的去頂錐體。許多疏水分子可被環(huán)糊精捕獲于其孔穴中，形成包合物。如：歐洲油橄欖果蠅（DacusOleae）的信息素分子被環(huán)糊精包合的結(jié)構(gòu)環(huán)糊精的這種性質(zhì)與它們是天然水溶性產(chǎn)物

25、的事實相結(jié)合，使之具有許多潛在應(yīng)用價值，特別是用作藥物載體。1 .上左圖是環(huán)糊精（“、3、丫），你的判斷理由是2 .環(huán)糊精可用于分離有機物，從三種二甲苯中的混合物中可提取哪種異構(gòu)體，為什么？3 .用X射線晶體學(xué)測定了一種經(jīng)驗式為C42H70035c12H12N212H2。的環(huán)糊精包合物的晶體結(jié)構(gòu)，獲知該晶體的空間群為簡單單斜，晶胞參數(shù)為a=1.5393（7）nm,b=3.1995(12)nm,c=1.5621(7)nm,3=103.738(15)°,(a=丫=90°數(shù)尾括號內(nèi)的數(shù)字為測定值最后1或2位的不確定性)。每個晶胞含4個包合物分子(每個不對稱區(qū)含2個包合物分子)。(

26、1)寫出被包和的Ci2H12N2最可能的結(jié)構(gòu)簡式；(2)計算包合物分子的體積；(3)計算包合物晶體的密度。第十八題xiii金屬碳籠一問世，立刻就引起了化學(xué)家的興趣，如圖是一個Ti的碳籠，其中黑球是Ti,白球是C;請寫出該碳籠的化學(xué)式;Ti的價電子結(jié)構(gòu),由此可以推斷出上述碳籠的等電子體是具有相似結(jié)構(gòu)的。第十九題xivTi金屬可形成面心立方晶胞結(jié)構(gòu)。通過使這些元素占據(jù)宿主晶體的空隙，在間隙中可與C或H反應(yīng)。H占據(jù)四面體空隙，而C占據(jù)八面體空隙。1 .預(yù)測Ti與C形成的化合物以及Ti與H之間形成的化合物的實驗式。已知Ti晶格可以被任何一個“外來”原子C或H侵占至飽和而形成Ti的碳化物或氫化物。2 .

27、在四面體空隙中不至于使宿主晶格點相互擠壓的“外來原子”與宿主原子的半徑比最大值能達(dá)到多少？3 .八面體空隙最大允許半徑是多少？4 .說明為什么H占據(jù)四面體空隙而C占據(jù)八面體空隙？第二十題xv氫是重要而潔凈的能源。要利用氫氣作能源，必然解決好完全有效地儲存氫氣的問題。一化學(xué)家研究出利用金屬或合金來儲存氫氣。金屬是密堆積結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中存在許多四面體和八面體空隙，氫原子可以填入空隙中而被儲存起來，MgH2就是一種儲氫材料。金屬鎂屬六方晶系，晶胞參數(shù)a=3.20X108cm,c=5.22qqX10-8cm。晶胞中含有2個鎂原子，結(jié)構(gòu)如右圖所示。請回答：1 .金屬鎂晶胞中有幾個四面體空隙，有幾個八面體空隙

28、？r%可2 .計算晶胞的體積是多少？3,儲氫材料MgH2表示有2個H原子填入空隙中，假定匕二Mg吸氫后體積不變，試計算MgH2中氫的密度是多少？在0.1MPa時，氣態(tài)氫氣的密度為8.9x105g/cm3,請與計算的氫氣密度進行比較。4 .假如金屬Mg晶胞中全部空隙都填入 H原子，此時氫氣密度又為多少?參考答案第一題1,正四面體60。（1分）P2 P三 P 66.7% （各 1 分）3.4.5.保存在冷水中（1分）（各1分）6.4NH4+6HCHO一（CH2）6N4+4H+6H2O（2分）35%（NH4NO3）（4分）分）7.不是8 .金屬光澤導(dǎo)電（各1分）9 . P4（s、白磷）=4P（s 紅

29、磷） H = 0.24 kJ/g紅磷是單質(zhì)不是化合物（各白磷（2分）釋放 29.71分）紅磷（各110. Ca5（PO4）3F（磷灰石礦）還原劑助熔劑（各1分）Ca3（PO4）2+6SiO2+10C_吧t6CaSiO3+P4T+10COT（3分）11. KH2PO2（1分）PH3（1分）P4+3KOH+3H204PH3+3KH2PO2（2分）12. .P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4（3分）11P4+60CuSO4+96H2O&20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4（2分）13. .3P4+20HNO3+8H2O=12H3PO4+20NOT

30、（2分）紅磷（1分）14. PO43（1分）三磷酸腺甘（ATP）（1分）第二題1259827很活潑吸收（各1分）第六題1 .從氧化數(shù)考慮：對于Fei-yO,設(shè)鐵的氧化數(shù)為+m可得：m（1-y）=20.1c1m=X3HX2=2.0910.110.11（3分）將m=2.091代入上式即可得到：y=0.0432 .從整比Fe2O3部分被Fe還原角度考慮Fe+Fe2O3=3FeOx 2x3x設(shè)摻入x摩爾Fe將2x摩爾Fe2O3還原成3x FeO2 -2x=0.13x所以 x = 0.869由于Fe2O3部分被Fe還原的固溶體可以表示成 兩式中鐵與氧之摩爾比應(yīng)該相同。故得：Fe2+xO3,實際上與Fei

31、-yO為同一體系。3x將上面已求得的x值代入上式:2 0.689.丫即可得y= 0.0433.從組成固溶體的摩爾含量考慮設(shè)Fe1-yO中含a摩爾Fe2O3, b摩爾FeO3a + b = 1 （氧量）2a/b = 0.1 （鐵相對量）聯(lián)解此方程組仍可得y= 0.043或者（3分）2a + b = 1 y （總鐵量）從Fe1-yO中鐵與氧相對比值考慮由于非整比化合物Fe1-yO可以看成FeO與Fe2O3的固溶體，根據(jù)題意，其中Fe3+與Fe2+ 摩爾分?jǐn)?shù)比值為0.1 ,可表示為下式FeO + Fe0.1O0.15 = Fe1.1 O1.151 -y= 1.1/1.15故 y= 0.043（4分）

32、第七題1 .原子 sp3 109° 28'椅2. 3一2Q （空隙長度等于碳、硅原子直徑和）3.,一個碳原子周圍是六個碳原子1：3：2空隙相錯4. 122<6d/3硅5. 晶胞質(zhì)量為4X（12.01+28.09）/Nag,晶胞體積為（1.17+0.77）X108X4/炳3cm3,密度為2.96偏差：（2.96-3.217）/3.217=7.94%（數(shù)據(jù)可以有偏離，但應(yīng)給出負(fù)號）密度偏小，說明實際晶胞體積比計算值小，即碳、硅原子間的距離應(yīng)比兩個半徑小，實際上碳、硅原子間有共價鍵作用，而不能假設(shè)成相切（是相交）。6. 38.3%41.7%（利用原子體積與晶胞體積之比）求下限

33、：同5中求密度的方法，求得38.3%;求上限：根據(jù)密度理論值求出晶胞體積，求得41.7%第八題：1.（1）式與（5）式相當(dāng)，（2）式與（3）式相當(dāng)。式為控制步驟。3 .從（1）式、（2）式可知，V2O5從SO2中奪得了電子（變?yōu)閂+4）,又把電子授予了O2,本身氧化為V+5。所以它起了傳輸電子的電子泵”作用。4 .圖示如下：因為V2O5端基氧鍵長較長，最活潑，在反應(yīng)物SO2的直接進攻時，端基氧最易失去，而造成V2O5晶格的氧負(fù)離子缺位（同時SO2氧化為SO3）。由于氧負(fù)離子缺位的存在，使其易于吸附O2分子，O2又把它氧化為V+5。第九題（10分）1 .設(shè)Cu原子半徑為2 人r, r= a, 一

34、個1,1,1）面上有X3+'X3=2個Cu26原子。SCu=2.a2=-a2,S工1區(qū)=100%；42S總62.陰極面上一層 Cu的物質(zhì)的量為:bm2父=4：3b;沉積的Cu原子32Na3a2NAa2301t601t130It15-3a2NAIt的物質(zhì)的量是:x=，層數(shù)：F-=-F2F4、3b2Fb23a2NA第十題1. CaF2（螢石）（2分）2. （1）面心立方（1分）（2） AB2（1分）（3） CaC2（1分）第一問中的MX2是離子型晶體，Ca和:C三C:2一之間是離子鍵，但:C三C：2一中是以共價鍵結(jié)合，屬于混合型晶體。（2分）3. （1）范德華力（層與層之間的距離大，結(jié)合力

35、（范德華力）小，各層可以滑動）（1分）；離域冗鍵（離域冗鍵的電子能自由流動）（1分）（2）（BN）n（1分）（3）大于（1分）（4）因為氮的電負(fù)性較大，兀鍵上的電子在很大程度上被定域在氮的周圍，不能自由流動，故（BN）n不導(dǎo)電，是理想的電絕緣體。（2分）第十一題1mol晶胞的質(zhì)量為6.023X1023X1460X740X760X1036x1.66X106sin（180-99.5）=809g-mol1C7H5NO4nHCl的摩爾質(zhì)量167.12+36.46n則有4X（167.12+36.46n）=809所以n=1晶胞中有4個竣酸分子，每個分子結(jié)合1個HCl分子（5分）第十二題1.NaCaAl3S

36、i5O16（2分）2,由于Si=的離子半徑與Al"離子半徑幾乎相等，因此刃3+取代$尸+后不會引起結(jié)構(gòu)上較大的變化，但當(dāng)Mg”取代Si”后，由于它們離子半徑相差較大，會引起結(jié)構(gòu)上較大的變化，因此不可行（1分）3 .2NaCaAl3Si5016+6H2CO3+11H20=2Na+2Ca2+6HCO3+4H4SiO4+3Al2Si2O5（OH）4（2分）反應(yīng)之所以能夠發(fā)生，是強酸制備弱酸（酸性的強弱相比較而言）（1分）4 .鋁在巖石中主要以共價形式存在（1分）5 .由于工業(yè)化發(fā)展，大氣中的酸性氣體排放到空氣中，造成酸雨，酸雨與中長石反應(yīng)，因此風(fēng)化速率加快（1分）6 .江水的pH值大于7,呈弱堿性。（1分）7 vii題（5分）BaFCl（3分）9（2分）第十四題1. CsBj和CsBrCl2是分別含有鹵間化合離子B3和BrC一的化合物，