安徽高中化学竞赛-结构化学 第九章 离子化合物的结构化学习题

天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物高二化学竞赛试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分。

考试时间90分钟。

可能用到的相对原子质量：H～1 O～16 C～12 N～14 P～31 Na～23 N～14 Si～28第Ⅰ卷（选择题共50分）一、选择题（每小题1分，共10分。

下列每小题所给选项只有一项符合题意）1、下列叙述正确的是()A．分子晶体中的每个分子内一定含有极性共价键B．原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键C．含有阴离子的化合物一定含有阳离子D．金属晶体的熔点和沸点都很高2、下列各选项所述的两个量，前者一定大于后者的是（）①Al原子和N原子的未成对电子数；②Ag+、Cu2+与NH3形成配合物时的配位数；③Al的金属性和Mg的金属性；④F元素和O元素的电负性；⑤N和O元素的第一电离能；⑥H 原子和H+离子的半径A．①④⑤B．②④⑥C．④⑤⑥D．③⑤⑥3、下列事实与氢键有关的是（）A．水加热到很高的温度都难以分解B．水结成冰体积膨胀C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱4、某元素的电离能(单位：电子伏特)如下表，此元素位于元素周期表的族数是（）I1 I2 I3 I4 I5 I6 I714.5 29.6 47.4 77.5 97.9 551.9 666.8A. ⅢAB.ⅣAC.ⅥAD.ⅤA5、下列说法中正确的是（）①所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理②同一周期从左到右，元素的第一电离能、电负性都是越来越大③金属键、共价键和氢键都具有相同的特征：方向性和饱和性④所有的配合物都存在配位键，所有含配位键的化合物都是配合物⑤所有含极性键的分子都是极性分子⑥所有金属晶体中都含有金属键⑦所有的金属晶体熔点肯定高于分子晶体A．③⑥⑦B．⑥C．③④⑤D．①②⑥⑦6、有下列离子晶体空间结构示意图：●为阳离子，○为阴离子。

安徽高中化学竞赛-结构化学模拟题六一、单项选择题（每小题2分，共40分）1．一维势箱解的量子化由来：（）① 人为假定② 求解微分方程的结果③ 由势能函数决定的④ 由微分方程的边界条件决定的2．氢原子基态电子几率密度最大的位置在r ＝（）处① 0② a 0③ ∞ ④ 2 a 0 3．的简并态有几个（相对H 而言）？（ ）① 16 ② 9 ③ 7④ 34．对He +离子实波函数和复波函数，下列结论哪个不对？（ ）① Mz 相同 ② E 相同 ③ M 2相同 ④ 节面数相同 5．He +体系的径向节面数为：（ ）① 4 ② 1③ 2④ 06．立方势箱中时有多少种状态？（ ） ① 11 ② 3 ③ 4④ 27．由类氢离子薛定谔方程到R ，○H ，Φ方程，未采用以下那种手段？（ ）① 球极坐标变换② 变量分离③ 核固定近似 ④ 线性变分法8．电子自旋是：（ ）① 具有一种顺时针或逆时针的自转 ② 具有一种类似地球自转的运动③ 具有一种非空间轨道运动的固有角动量 ④ 因实验无法测定，以上说法都不对。

9. σ型分子轨道的特点是：（ ）① 能量最低 ② 其分布关于键轴呈圆柱形对称 ③ 无节面④ 由s 原子轨道组成 10. 属于下列点群的分子哪个为非极性分子？（ ）m 43ψpy 2ψ121-ψ321ψ2287m ah E<①D6h②C s③C3v④C∞v11. 分子轨道的含义是：（）①分子空间运动的轨迹②描述分子电子运动的轨迹③描述分子空间轨道运动的状态函数④描述分子中单个电子空间运动的状态函数12. 羰基络合物Cr(CO)6中，CO与Cr生产配键以后，CO的键长（）①变长②变短③不变④加强13. 一般而言，分子的电子、振动和转动能级差的大小顺序为：（）①ΔEe＞ΔEv＞ΔEr ②ΔEe＞ΔEr＞ΔEv③ΔEe＜ΔEv＜ΔEr ④ΔEe＜ΔEv＞ΔEr14. 若1HCl和2HCl的力常数k e相同，则下列物理量哪个相同（按刚性转子－谐振子模型处理）（）①转动常数②特征频率③核间距④以上都不是15. 金属铜采取A1型（ABC）最密堆积，则其点阵型式为（）①立方F ②立方I③六方H ④四方底心16. 晶体按其特征对称元素可以划分为多少晶系？（）①32 ②8③7 ④1417. 已知金属Cs具有立方体心的晶胞，则其配位数为：（）①12 ②8③7 ④1418. AgF属于NaCl型晶体，一个晶胞中含有多少个Ag+？（）① 6 ② 4③ 2 ④ 119. CsCl晶体属于什么点阵型式？（）①简单立方②面心立方③体心立方④六方20. 有一AB型离子晶体，若r+ / r- =0.57，则正离子的配位数为：（）① 4 ② 6③8 ④12二、多项选择题（每小题1分，共5分）1. 下列各电子运动状态中，哪几种不可能存在？（ ）① ②③ ④⑤2. 下列分子那些不存在离域大π键？（）① CH 3CH 2CH 3 ② CO 2③ 丁二烯④ CH 2=CHCH 2CH 2CH=CH 2⑤ 苯3. 下列分子（或离子）中，哪些是顺磁性的？（）① F 2② B 2 ③ O 2+④ N 2⑤ CO4. 立方晶系中，下列哪种点阵型式不存在？（ ）① 立方H ② 简单立方P③ 体心立方I④ 面心立方F⑤ 六方P5. 下列哪些不属于类氢离子？（ ）① He +② Li 2+③ Be 3+ ④ Li +⑤ Be 2+三、填空题（每空1分，共5分）1. 由于电子是全同粒子，同时电子波函数是___________（对称，反对称）的，因此多电子的波函数需用Slater 行列式波函数来描述。

习题解析9.1 若平面周期性结构系按下列单位并置重复堆砌而成，试画出它们的点阵结构，并指出结构基元。

●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○解：用实线画出点阵结构如下图9.1，各结构基元中圈和黑点数如下表：●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○1234567图9.1号数 1 2 3 4 5 6 7黑点数 1 1 1 1 0 2 4 圈数 1 1 1 2 3 1 39.2 有一AB型晶体，晶胞中A和B的坐标参数分别为(0，0，0)和(1/2，1/2，1/2).指明该晶体的空间点阵型式和结构基元。

解：不论该晶体属于哪一个晶系，均为简单的空间点阵，结构基元为AB。

9.3 已知金刚石立方晶胞的晶胞参数a=356.7pm, 写出其中碳原子的分数坐标,并计算C—C 键的键长和晶胞密度。

解：金刚石中碳原子分数坐标为：0，0，0；1/2，1/2，0；1/2，0，1/2；0，1/2，1/2；1/4，1/4，1/4；3/4，3/4，1/4；3/4，1/4，3/4；1/4，3/4，3/4。

C－C键长可由（0，0，0）与（1/4，1/4，1/4）两个原子的距离求出；因为立方金刚石a=b=c =356.7pmr c-c=×356.7pm = 154.4pm 密度D =ZM/N A V=-1-10323-1812.0g mol (356.710cm)(6.022 10mol )⨯⋅⨯⨯⨯ = 3.51 g·cm -39.4 立方晶系的金属钨的粉末衍射线指标如下：110，200，211，220，310，222，321，400，试问：(a)钨晶体属于什么点阵形式？(b)X-射线波长为154.4pm, 220衍射角为43.62°，计算晶胞参数。

高中化学竞赛专题考试——分子结构1 （路易斯结构式、共振式、VSPER 理论）1.008Zr Nb Mo T cRu Rh Pd Ag Cd In S n S b T e I Hf T a W Re OsIr Pt Au Hg T l Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl S i P Cl S K Ca S c T i V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn G a G e As S e BrRb Cs Fr S r Ba RaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar Kr Xe Rn 相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt一． 选择题（每题只有一个正确选项，每题2分，共50分）1. 根据鲍林近似能级图，在多电子原子中，基态时，下列电子均处于一定的能级，其中占据能级最高轨道的电子是： （ ）A 2，1，1，+1/2B 3，1，1，+1/2C 3，2，1，+1/2D 4，0，0，1/22. 下列离子的电子构型可以用[Ar]3d 6表示的是 （ ）A Mn 2+B Fe 3+C Co 3+D Ni 2+3． 下列离子半径变小的顺序正确的是 （ ）A F ->Na +>Mg 2+Al 3+B Na +>Mg 2+>Al 3+>F -C Al 3+>Mg 2+>Na +>F -D F ->Al 3+>Mg 2+>Na +4. 下列元素的原子中，第一电离能最大的是 （ ）A BeB BC CD N5. 下列物质中，含极性键的非极性分子是 （ ） A H 2O B HCl C SO 3 D NO 26. 下列分子中，没有配位键的是 （ ） A CO B （BeCl 2）2 C CH 3OBF 3 D N 2H 47. NO 3— 合理的共振式总数为 （ ） A 1 B 2 C 3 D 48．下列分子中，键级等于零的是 （ ）A ．O 2 B. F 2 C. N 2 D. Ne 29．原子轨道沿两核连线以“肩并肩”方式进行重叠的是 （ ）A. б键B. 氢键C. π键D. 离子键10. 下列物种中，键长最短的是 ( ) A O 2 B O 2+ C O 2— D O 22—11. 下列化合物中，极性最大的是 （ ） A CS 2 B H 2O C SO 3 D SnCl 412. 下列物种中，既是路易斯酸，也是路易斯碱的是 （ ） ACCl 4 B SOCl 2 C NH 2— D Hg 2+13. 估计下列分子中，键角最小的是 （ ） （ ） A NH 3 B PH 3 C AsH 3 D SbH 314．估计下列分子或离子中，键角最小的是 （ ） A NH 3 B NO 3— C NF 3 D NCl 315. 几何形状是平面三角形的离子是（）A SO-23B SnCl-3C CH-3D NO-316. 下列分子或离子为平面四方构型的是（）A ICl4—B ClO4—C BrF4+D SF417. 下列分子或离子中，属于三角锥构型的是（）A BCl3B H3O+C BrF3D CH+318. 下列化合物中，可能含有卤桥键的是（）A SnCl4B BeCl2C CCl4D NCl319. IF5是共价化合物，但液态IF5是电的良导体，原因是IF5二聚后电离，得到各带一个单位正负电荷的阴阳离子，则在该液体中存在的阳离子的几何构型是（）A 三角双锥B 四方锥C 平面四方D 变形四面体20 下列哪一个分子的空间构型为折线型（）A N3—B I3—C SO32—D CO32—21．下列分子中，偶极矩不为零的是（）A BeCl2B BF3C NF3D CH422. 下列分子或离子中，键角最大的是（）A XeF2B NCl3C CO-23D PCl+423 通过测定AB2型分子的偶极距，能够判断：（）A分子的空间构型 B 两元素的电负性之差C A—B键的极性D A—B键的键长24. 下列分子中含有两个不同键长的是（）A CO2B SO3C SF4D XeF425. 下列分子中，最不容易聚合的是（）A N2O5B BeCl2C AlCl3D NO2二、填空题（共50分）26．（粒子σ键π键N2HCNBBr3(CN)2SiCl427．(10分)写出下列物质的Lewis结构（若有多种共振式，请规范写出，注明形式电荷）：分子或离子Lewis结构式H2O3（火箭燃料）HOCNNH2OHSbF5N2O328．（20分）填写下列表格分子或离子中心原子孤电子对数价层电子对数理想电子对构型分子或离子空间构型BeCl2PCl5SO2NOClI3—ClO2—XeF4ClO3FXeO3XeO429．（12分）在极性分子中，正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长，通常用d表示。

奥赛真题《结构化学》精析第一题（1999年初赛第三题12分）铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。

将过量30% H 2O 2加入(NH 4)2CrO 4的氨水溶液, 热至50o C 后冷至0o C ，析出暗棕红色晶体A 。

元素分析报告：A 含Cr 31.1%，N 25.1%，H 5.4%。

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，呈五角双锥构型。

3-1 以上信息表明A 的化学式为： ；可能的结构式为： 。

3-2 A 中铬的氧化数为： 。

3-3 预期A 最特征的化学性质为： 。

3-4 生成晶体A 的反应是氧化还原反应，方程式是： 。

【解析】此题是利用已经形成的但一般教科书未涉及的知识编制成的探究式试题。

如本文开头所述，属于谜底为新知识的谜语式试题。

此题信息很多，为缕清信息相互关系，最形象的方法是制作一张破案式的线索图，下面只是一例（制作什么样的图并无模式可循，依应试者思维特征不同而异，图也不一定在纸上画出来，在脑中构建也一样可以——这要看应试者脑子清晰不清晰，右脑发达不发达而定）：从这个“破案线索图”可以判断出“犯案人”A 只能是含2个过氧团的铬(IV)配合物。

因为过氧团可以从过氧化氢中转移过来，有来源（如果此题没有A 的生成反应的信息，当然也可以假设配合物里存在H 2N —NH 2，同时有—OH 的配体，但生成反应排除了这个“嫌疑犯”）；同时也排除1个过氧团或者没有过氧团的可能，因为生成反应是氧化还原反应，在K 2CrO 4中铬的价态（或说氧化态）已经达到最高价，只能发生还原反应，铬的价态必低于+6，因此A 是唯一的。

【解析】3-1 A 的化学式Cr(NH 3)3 O 4 或CrN 3H 9O 4（写成其他形式也可以） (2分)A 的可能结构式如下图： (4分)333and/or1式和/或2式均得满分，但无2个过氧键O —O 者得零分。

中学化学竞赛试题资源库——分子的结构A组1．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是A BeCl2B PCl3C PCl5D N2O2．下列分子结构中各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构的是A SF6B XeF2C CS2D CH43．下列分子中，所有原子的最外层均为8电子结的是A BeCl2B H2SC NCl3D SF64．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是A SiCl4B H2OC BF3D PCl55．下列分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是A BF3B PCl5C HClD CF2Cl26．下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是A C2H4B BeCl2C PCl5D CCl47．下列各分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是A H2OB BF3C CCl4D PCl58．下列分子中所有的原子都满足最外层8电子结构的是A 次氯酸B 二氟化硫C 三氟化硼D 氯化硫（S2Cl2）9．下列温室气体中，和CO2一样，既是非极性分子，所有的原子又都达到8电子稳定结构的是A N2OB CF2＝CF2C CCl2F2D SF610．下列微粒中碳原子都满足最外层为8电子结构的是A 甲基（—CH3）B 碳正离子（CH3＋）C 碳负离子（CH3－）D 碳烯（∶CH2）11．下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是A 六氟化氙（XeF6）B 次氯酸（HClO）C 二硫化碳（CS2）D 三氟化硼（BF3）12．六氧化四磷的分子结构中只含有单键，且每个原子的最外层都满足8电子结构，则该分子中含有的共价键的数目是A 10B 12C 24D 2813．具有极性键的非极性分子是A CS2B H2SC Cl2D NH314．下列分子中，具有极性键而不是极性分子的是A H2OB HFC COD CO215．下列分子有极性的是A CH≡CHBC CH3ClD N216．只含极性键的非极性分子是①BF3（平面正三角型分子）②CCl4（正四面体型分子）③NH3④H2O ⑤CH3Cl ⑥CS2A ①②⑥B ①②⑤C ②⑤③D ①②③17．下列物质：①干冰，②石英，③白磷，④氯仿，⑤过氧化钠。

安徽高中化学竞赛-结构化学模拟题一一、单选题 （30）1、下列波函数中量子数n 、l 、m 具有确定值的是（ ）（A ）)3(xz d ϕ （B ）)3(yz d ϕ （C ）)3(xy d ϕ （D ）)3(2z d ϕ 2、如果0E 是一维势箱中电子最低能态的能量，则电子在E 3能级的能量是（ ）（A ）20E （B ）40E （C ）90E （D ）180E 3、化合物CO 2、CO 和（CH 3）2CO 中，碳氧键键长是（ ）（A ）CO 最长，CO 2最短 （B ）CO 2最长，（CH 3）2CO 最短 （C ）一样长 （D ）CO 最短，（CH 3）2CO 最长 4、测不准关系的含义是指（ ）(A ) 粒子太小，不能准确测定其坐标； （B ）运动不快时，不能准确测定其动量(C ) 粒子的坐标的动量都不能准确地测定； （D ）不能同时准确地测定粒子的坐标与动量 5、下列状态为氢原子体系的可能状态是（ ）；该体系能量为（ ）： A 、2ψ310+3ψ41-1 B 、2ψ221+3ψ32-1C 、2ψ21-1+3ψ342+3ψ410D 、3ψ211+5ψ340+5ψ2106、类氢体系的某一状态为Ψ43-1，该体系的能量为（ ）eV ，角动量 大小为（ ）， 角动量在Z 轴上的分量为（ ）。

A 、-R/4B 、-R/16C 、-2R/9、D 、 -h/2πE 、-h/πF 、-2h/2π/2 /2/2H I πππ5、7、 下列算符为线性算符的是：（ ）A 、sine xB 、d 2/dx 2 D 、cos2x8、通过变分法处理氢分子离子体系，计算得到的体系能量总是：（ ） A 、等于真实体系基态能量 B 、大于真实体系基态能量 C 、不小于真实体系基态能量 D 、小于真实体系基态能量9、对于SP 杂化轨道：Ф1=C 11фs +C 12фpx Ф2=C 21фs +C 22фpx 其归一化条件是指：（ ） A 、C 112+C 122=1 B 、C 212+C 222 =1C 、αk /βk =1/2D 、C 112+C 212=110、红外光谱由分子内部（ ）能量跃迁引起。

结构化学课后习题答案结构化化学课后习题答案一、化学键与分子结构1. 选择题a) 正确答案：D解析：选择题中，选项D提到了共价键的形成是通过电子的共享，符合共价键的定义。

b) 正确答案：B解析：选择题中，选项B提到了离子键的形成是通过电子的转移，符合离子键的定义。

c) 正确答案：C解析：选择题中，选项C提到了金属键的形成是通过金属原子之间的电子云重叠，符合金属键的定义。

d) 正确答案：A解析：选择题中，选项A提到了氢键的形成是通过氢原子与高电负性原子之间的吸引力，符合氢键的定义。

2. 填空题a) 正确答案：共价键解析：填空题中，根据问题描述，两个非金属原子之间的键称为共价键。

b) 正确答案：离子键解析：填空题中，根据问题描述，一个金属原子将电子转移到一个非金属原子上形成的键称为离子键。

c) 正确答案：金属键解析：填空题中，根据问题描述，金属原子之间的电子云重叠形成的键称为金属键。

d) 正确答案：氢键解析：填空题中，根据问题描述，氢原子与高电负性原子之间的吸引力形成的键称为氢键。

二、有机化学1. 选择题a) 正确答案：C解析：选择题中，选项C提到了烷烃是由碳和氢组成的，符合烷烃的定义。

b) 正确答案：D解析：选择题中，选项D提到了烯烃是由含有一个或多个双键的碳原子组成的，符合烯烃的定义。

c) 正确答案：B解析：选择题中，选项B提到了炔烃是由含有一个或多个三键的碳原子组成的，符合炔烃的定义。

d) 正确答案：A解析：选择题中，选项A提到了芳香烃是由芳香环结构组成的，符合芳香烃的定义。

2. 填空题a) 正确答案：醇解析：填空题中，根据问题描述，含有羟基（-OH）的有机化合物称为醇。

b) 正确答案：醚解析：填空题中，根据问题描述，含有氧原子连接两个碳原子的有机化合物称为醚。

c) 正确答案：酮解析：填空题中，根据问题描述，含有羰基（C=O）的有机化合物称为酮。

d) 正确答案：酯解析：填空题中，根据问题描述，含有羧基（-COO）的有机化合物称为酯。