(5)上述所画晶胞与Mg占据顶点晶胞的体积比是多少?
15. 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=419pm;c=794pm;用比重瓶法测得它的密度ρ为3.87g/cm3。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335pm(与NH4Cl晶体中离子间距离一样);Cl-与Cl-尽可能远离。试根据以上条件回答下列问题:
(1)计算晶胞中含有几个―NH4HgCl3‖单元; (2)画出晶胞的结构图;
(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-之间的最短距离是多少?
(5)晶体中Hg2+的配位数为多少?绘出它的配位多面体构型。
16. NH4Cl为CsCl型结构,晶胞中包含1个NH4+和1个Cl-,晶胞参数a=387pm。 (1)NH4+热运动呈球形,试画出晶胞结构示意图。 (2)已知Cl-半径为181pm,求球形NH4+的半径。
(3)若NH4+不因热运动而转动,H原子为有序分布,画出这种情况下晶胞结构示意图。 16. 有一种SiC晶体,Si原子作六方最密堆积,C原子填在Si原子形成的四面体空隙中,其中晶胞中1个C原子的分数坐标为:(完成下列问题:
(1)写出晶胞中所有原子的分数坐标; (2)画出该晶胞示意图;
(3)Si和C交替形成的最小环是几元环?该最小环的形状如何? (4)采用分数坐标及晶胞参数计算Si—C键长;
(5)写出晶胞中C所形成正八面体空隙中心的分数坐标。
17. 金属镁属于六方最密堆积(即hcp),沿垂直于晶胞c轴方向每隔一层抽去一层,抽完后相邻层之间仍然紧密堆积。画出这种情况下的晶胞结构示意图,并计算空间利用率。
18. 金属氧化物NbO晶体属于立方晶系,晶胞中所有Nb原子一起,形成了完全属于同一个晶胞所有的八面体空隙。在该晶体中,除相邻的氧与Nb形成化学键外,相邻的Nb原子之间也有成键作用。假设晶体中,正、负离子的半径分别用r+和r-表示。
(1)若Nb最外层上只有一个电子, 且处于s轨道上, 请写出其电子排布式; (2)画出NbO晶体的一个晶胞(Nb原子用
11 23,13,78),晶胞参数分别为a=309pm,c=504pm。请
球,氧原子用球);
(3)将NbO晶体中, 相邻Nb原子之间的距离用正、负离子半径r+和r-表示出来; (4)NbO晶体中, Nb的配位数是几? (5)NbO晶体能够导电, 你认为原因是什么?
元素化合物部分习题
1 画出碱式乙酸铍Be4O(O2CCH3)6的结构,并指出该分子中的对称元素(限旋转轴,镜面和对称中心);写出由BeCO3和醋酸合成该化合物的方程式。
2 试解释为什么碱金属的液氨溶液:(1)有高的导电性;(2)是顺磁性的;(3)稀溶液呈蓝色。
3 预测下列反应的方向,说明理由: (1)KBr + LiF = KF + LiBr (2)2NaCl + CaF2 = 2NaF + CaCl2 (3)Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl
4 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+离子在水溶液中的迁移速率的大小顺序如何?若在熔融盐中是否具有相同的顺序?为什么Li+形成的盐多数以水合形式存在?
5 Li+和I-的离子半径分别为60pm和216pm,在LiI晶体中测得二者之间最近的距离为302.5pm,这比两离子的半径之和大得多,试加以解释。预测LiI在水中的溶解度大小。 6 (CH3)3N·BF3和(CH3)2O·BF3比(CH3)3P·BF3和(CH3)2S·BF3稳定,(C6H5)3P·BF3却比(C6H5)3N·BF3稳定,试加以解释。 7 无机苯的制备
3NH4Cl + 3BCl3
加热,C6H5ClN3B3H3Cl3 + 9HClN3B3H6 + 3/2B2H6+3LiCl
3LiBH4 + N3B3H3Cl3THF画出N3B3H6和N3B3H3Cl3的结构。
8 请解释:AlF3的熔点比AlCl3高得多。AlF3不溶于水,但可溶于HF中。BH3不存在,而BF3却能稳定存在。BF3与BCl3,哪一个是更好的电子接受体?
9 在0.2 mol L-1的Ca2+盐溶液中,加入等浓度等体积的Na2CO3溶液,将得到什么产物?若以0.2 mol L-1的Cu2+盐代替Ca2+盐,产物是什么?再以0.2 mol L-1的Al3+盐代替Ca2+盐,产物又是什么?写出反应的方程式。
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10 指出下列哪些是离子型碳化物,哪些是共价型碳化物,哪些是金属型碳化物? Al4C3,Be2C,CaC2,BeC2,ZnC2,HgC2,SiC,B4C,TiC,VC,WC
11 某灰黑色固体A燃烧的产物为白色固体B。B与HF作用能产生一无色气体C,C通入水中产生白色沉淀D及溶液E。D用适量NaOH溶液处理可得溶液F,F中加入NH4Cl溶液则D重新沉淀。溶液E加过量NaCl时,得一无色晶体G。该灰黑色物质是什么?写出有关的化学反应方程式。 (注:Na2[SiF6]微溶于水)
12 有一红色固体粉末A,加入HNO3后得到棕色沉淀B,把此沉淀分离后,在溶液中加入K2CrO4溶液得到黄色沉淀C;将B加入浓盐酸中则有气体D生成,D具有氧化性。A,B,C,D各是什么?写出有关化学反应的方程式。
13 NCl3易发生水解,而NF3在常温下不水解,试解释原因。 14 写出下列反应的方程式: 2NO + 3I2 + 4H2O 6NO + P4 NH4NO3(加热) 2NH4NO3(强热) N2H4 + HNO2 2NaNH2 +N2O 2Na2O + N2O + NH3
15 下列分子或离子NO2、NO2+、NO2-中,N原子是如何杂化的?请按照所形成的N-O ?键中s成分由大到小的顺序排列上述分子或离子。
16作为火箭推进系统燃料的N2O4是一个平面形分子,N-N键长较长为175pm。 (1) 写出该分子中的共轭π键(?nm)。
(2) 指出该分子中所有旋转轴、对称面及对称中心的情况。 (3) 液态时该分子发生自解离,写出自解离的方程式。 (4) 写出下列反应的方程式:
N2O4 + HSO3F= N2O4 + ZnCl2 = N2O4 + Ag=
(5) 指出该分子中,键角∠ONO和∠NNO哪个大?哪个小?
17 原硝酸H3NO4迄今尚未制得,但它的碱金属盐Na3NO4和KNO4则已合成。画出NO43-的
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结构,并指出该分子中的对称元素(限旋转轴,镜面和对称中心)。
18 将PCl5和NH4Cl在四氯乙烷溶剂中进行回流,得到一种化合物X。X的对称性与无机苯B3N3H6相同,是一种白色结晶物质。 (1)写出生成X的方程式。 (2)画出X的结构。
(3)一个对称性与H2O一样的离子[BN3P2Cl5(CH3)2]+,具有环状结构,画出其结构。 19 工业上采取电解NH4HSO4水溶液的方法来制取H2O2。配制一份1mol L-1 NH4HSO4水溶液,通电电解,控制电解池的电流密度和槽电压,得到的H2O2稀溶液经减压蒸馏可得30%~35的H2O2溶液。写出相应的反应式。 已知:φ?[S2O82-/HSO42-)= 2.06 V ;
HSO4-溶液中的φ(H+/H2) ~ -0.06 V,φ(H2O2/H2O) ~ 1.72 V 阳极反应: 阴极反应:
涉及H2O转化为H2O2的总反应:
20 过二硫酸H2S2O8可以将水氧化成H2O2,有人认为中间经过过一硫酸H2SO5。 (1)画出H2SO5的结构。
(2)写出由过二硫酸H2S2O8氧化水制取H2O2方程式。 H2S2O8 + H2O = H2SO5 + H2SO4 H2SO5 + H2O = H2SO4 + H2O2
21 我们知道HF在水中是一种弱酸,但实验发现在很浓的HF水溶液(5~15mol L-1)中,HF的电离度却急剧增大,变成强酸。请解释原因。
22 BrF5与AsF5反应得到离子型导电物质,写出反应的方程式,并指出正负离子中中心原子的杂化情况。
23 写出下列反应的方程式:
K[IBrCl]CsICl2NOF + ClF3
N(CH3)4I + I2CH3CH2OH
24 计算表明NaF中键的离子性比CsF键的离子性小,请解释为什么NaF的晶格能比CsF大。 25 我们知道HF分子间的氢键比H2O分子间的氢键要强,为什么HF的沸点和汽化热均比
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H2O的低?
26 (1)按C-O键键长由大到小的顺序排列下列分子:SOF2,SOCl2,SOBr2,并解释原因。 (2)已知O2F2的结构与H2O2相似。H2O2中的O-O键比O2F2中的O-O键长还是短?为
什么?
27 在InCl2和GaCl2中都含有一个复杂的阴离子,且都有两种不同价态的金属离子,若将阴阳离子分开写,请重新写出上述两种物质的化学式,并说明它们是顺磁性还是反磁性分子。 28 请分别按酸性和氧化性大小顺序排列氯的不同含氧酸:HClO,HClO2,HClO3,HClO4。 29 确定下列分子或离子的结构:
[ICl2]-,H5IO6,[IF4]+,Cl2O7,[ICl4]-,SCl3+,IF7,ClO2,ClO3-,I3-,ClF3,BrF5 30 铜族元素不能从稀酸中置换出氢气,但当有空气存在时,铜可以缓慢溶解于稀酸中,写出反应的方程式。 2Cu + 4H+ + O2 = 2Cu2+ + 2H2O
31 铜能溶于浓的碱金属氰化物溶液中,并放出氢气;在有空气存在时,银和金也能溶于浓的碱金属氰化物溶液中,写出反应的方程式。(注:向Cu2+加入CN-,发生反应:Cu2+ + 5CN- = Cu(CN)43- + 1/2(CN)2)
32 具有平面结构的Cu2+配合物[CuCl4]2-(黄色)、[Cu(NH3)4]2+(蓝色)、[Cu(en)2]2+(蓝紫色)的颜色变化是什么原因引起的? (注: en=NH2-CH2CH2-NH2)
33 次磷酸H3PO2中加入CuSO4水溶液,加热到40~50℃,析出一种红棕色的难溶物A。经鉴定,反应后的溶液是硫酸和磷酸的混合物。X-射线衍射证实A属于六方晶系,结构与纤维锌矿(六方ZnS)相同,组成稳定。A的主要化学性质有:①温度超过60℃,分解为金属铜和一种气体;②在氯气中可以燃烧;③能与盐酸反应。根据以上信息回答下列问题: (1)写出A的化学式及分解反应的方程式。 (2)写出生成A的化学反应方程式。 (3)分别写出A与氯气及盐酸反应的方程式。 34 回答下列有关配合物方面的问题:
(1)为什么[Cu(en)3]2+与[Cu(H2O)4(en)]2+和[Cu(H2O)2(en)2]2+相比特别不稳定? (2) [Cu(H2O)2(en)2]2+有两个几何异构体, 哪个是主要存在形式? (3)为什么[Ag(en)]+不如[Ag(NH3)2]+稳定? (4)为什么[Cu(en)2]2+比[Cu(NH3)4]2+稳定?
35 可用“棕色环”现象来鉴定NO3-的存在。在含有NO3-的溶液中,加入FeSO4,小心地加入浓H2SO4后,在浓H2SO4和溶液的界面周围出现“棕色环”。这种“棕色环”是由于生成了配合物[Fe(NO)(H2O)5]2+的原因。红外光谱表明,该配合物中有NO+离子存在。根据
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以上信息回答下列问题:
(1)该配合物是弱场,请确定有几个未配对电子。 (2)确定中心离子的氧化态。
(3)写出生成“棕色环”的反应方程式。
36 已知V(CO)6-与V(CO)6中V-C键长分别为193pm和200pm。回答下面问题: (1)为什么V(CO)6-中的V-C键比V(CO)6中V-C键长?
(2)这两种配合物中的C-O键比自由CO中的C-O键长还是短,为什么?
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