结构化学专项训练(共17页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上化学竞赛初赛专题训练（结构化学）第一题磷不仅在地壳中广泛分布（丰度居所有元素的第13位）也存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中，是动植物不可缺少的元素之一，磷有三种同素异形体，分别是白磷、红磷和黑磷1．在液态和800℃以下的蒸气中，磷单质主要以P4分子形态存在P4分子的空间构型为 ，P－P－P键角为 2．将白磷隔绝空气加热到1700℃，测得蒸气的密度（1大气压下）为0.509kg/m3，并检测到磷原子间有两种键长确定1700℃下磷蒸气的主要成分，写出分子式、画出结构式、计算出体积百分含量3．白磷在30℃左右即自燃，因此保存白磷的方法是 4．白磷在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成A，空气充足时生成B，A、B的结构都以P4分子结构为基础而衍生的写出A、B的分子式，画出A、B的结构式5．氧化物A中磷原子的空间构型是 ，氧原子的空间构型是 ，还有两种有机化合物的骨架结构与A类似，一种是烃（C），另一种是含N衍生物（D），请分别写出C、D的化学式，画出结构简式。

6．NH4＋和HCHO在水溶液中可发生反应，生成化合物D写出离子方程式现有一瓶失去标签的一元酸的铵盐，为了测定其含氮量，称取2g样品溶于水，加入适量HCHO的溶液配成100mL溶液，再取10mL，滴入酚酞后再逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液，当滴到25mL时溶液出现粉红色，且在半分钟内不褪色求铵盐中氮的质量分数7．红磷的结构非常复杂，有人认为它是一种层状晶体，每一层是由许多磷原子环绕排列而成的五角形管道，管道中的重复单位是由 个原子构成的链节下图是“红磷管道中的链节”红磷是高分子化合物吗？ ，为什么？ 8．黑磷具有类似石墨的片层结构，有“金属磷”之称列举两种黑磷特有的物理性质： 9．已知白磷、红磷燃烧的热化学方程式分别为P4（s、白磷）＋5O2（g）＝P4O10（S） △H＝－24.08kJ/g白磷P（s、红磷）＋5/4O2（g）＝1/4P4O10（s） △H＝－23.84kJ/g红磷写出白磷转化为红磷的热化学方程式：____________________________。

即1mol白磷转化为红磷时 （吸收、释放） kJ热量白磷和红磷，何者热力学稳定性好？ 10．在自然界中，磷的主要矿物是Ca3(PO4)2H2O和 ，它们是制造磷肥和一切磷化合物的原料制备白磷的方法是以磷酸钙矿为原料，以焦碳作 剂，以石英砂做 剂，1780K时在电炉中高温下共熔得到写出反应方程式11．白磷在热的浓氢氧化钾溶液中岐化得到一种次磷酸盐 和一种气体 ，写出化学反应方程式12．白磷还能将Cu等不活泼金属从它们的盐溶液中还原出来，所以硫酸铜溶液是白磷中毒的解毒剂写出化学反应方程式如果该反应是在加热条件下进行的，得到的还原产物是Cu3P，写出化学反应方程式13．白磷用于制备纯磷酸，化学反应方程式是 ，大量用于火柴生产的磷的同素异形体是 14．人体内90%的磷是以 的形式存在于骨和牙齿中；生物体内新陈代谢和光合作用中涉及到的三聚磷酸钠的一个酯是 第二题纳米材料的特殊性质的原因之一是由于它具有很大的比表面积（S/V）即相同体积的纳米材料比一般材料的表面积大很多。

假定某种原子直径为0.2nm，则可推算在边长1nm的小立方体中，共有 个原子，其表面有 个原子，内部有______个原子由于处于表面的原子数目较多，其化学性质应 （填“很活泼”或“较活泼”或“不活泼”）利用某些纳米材料与特殊气体的反应可以制造气敏元件，用以测定在某些环境中指定气体的含量，这种气敏元件是利用了纳米材料具有的 作用第三第三题（由图：Na＋经由3个Cl－组成的三角形窗口到另一个Na＋空穴，该三角形窗口是等边三角形D(Cl－－Cl－)＝[(a/2)2＋(a/2)2]1/2＝399pm；(rCl－＋X)cos30＝D(Cl－－Cl－)/2 X＝63pm（6分）第四题1．面心立方：Ca2+位于顶点，Ti4+位于体心，O2-位于棱心2．Ni3+ + 6CO = [Ni(CO)6]3+；Ni3++O2Ni(O2)3+，3Ni(O2)3++Ni(CO)63+4Ni3++6CO2；（或O2- + [Ni(CO)6]3+ = CO2 + Ni3+）3．YBa2Cu3O7第五题1．15.28a；4.86a；提示：当把纳米碳管切除后，得到下列图形： L=9a=15.28a，2πr=9a，r=4.86a。

题已知NaCl的晶胞结构如右图理论上认为高温下NaCl晶体导电是由于Na+迁移到另一空穴而造成（以1/8晶胞为例如图），其中Na+要经过一个由3个Cl-组成的最小三角形窗孔（Cl-离子相互不接触）已知晶胞参数a＝564pm，r(Na+)＝116pm，r(Cl-)＝167pm，计算三角形窗孔半径第四题 钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂研究表明在测定温度范围内，LaNiO3具有金属导电性，La2NiO4和LaSrNiO4为P型半导体，电导率与CO氧化活性存在相互对应关系，其大小顺序为：LaNiO3＞LaSrNiO4＞La2NiO4结构研究表明LaNiO3为正常钙钛矿结构1．LaNiO3属于何种晶系？晶胞中各原子（离子）的位置如何？试画出一个晶胞2．La2NiO4结构可视为LaO岩盐层与LaNiO3交互出现的层状结构，LaO插入使得LaNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性CO在这类材料上首先吸附于Ni3+ 上的配位活化，然后与表面氧种结合生成CO2，试写出离子方程式（可用最简单离子表示反应各物种） 3．与LaSrNiO4相似，钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构，且晶体中Y、Ba、Cu的原子个数比为1∶2∶3，试写出其化学式。

第五题1．纳米碳管（CNTS-Carbon Nanotubes）是一种新型的材料最常见的一种形如下图其中的筒状B可认为是由一种石墨卷起而成，而两端A可认为是由一个足球烯切成两半球而成假设石墨中C—C长为a，那么B管管口周长约为________；纳米碳管粗（直径）大约为_____________请写出计算过程2．石墨以其独特的层状结构闻名于世其实石墨的层状结构有两种，实线为A层，虚线为B层，整个晶体呈ABAB交替排列；而另一种石墨晶体则是呈ABCABC三层交替排列请在图中用点划线画出（画一个六边形即可）3．有人称石墨为混晶，这其实一点没错，层间作用力小，有时甚至可以嵌入其他原子如果某Li的石墨化物中一个六元环对应一个Li原子，那么此化合物的化学式可表示为____________________________，你认为Li和C之间是通过______（键型）来发生作用的第六题第六题1．从氧化数考虑：对于Fe1-yO，设铁的氧化数为＋m可得：m(1－y)＝2m＝3＋2＝2.091将m＝2.091代入上式即可得到：y＝0.043 （3分）2．从整比Fe2O3部分被Fe还原角度考虑Fe＋Fe2O3＝3FeOx 2x 3x设掺入x摩尔Fe将2x摩尔Fe2O3还原成3x FeO＝0.1所以 x＝0.869由于Fe2O3部分被Fe还原的固溶体可以表示成Fe2+xO3，实际上与Fe1-yO为同一体系。

两式中铁与氧之摩尔比应该相同故得：＝将上面已求得的x值代入上式：＝1－y即可得 y＝0.043 （3分）3．从组成固溶体的摩尔含量考虑设Fe1-yO中含a摩尔Fe2O3，b摩尔FeO3a＋b＝1（氧量） 2a/b＝0.1（铁相对量） 2a＋b＝1－y（总铁量）联解此方程组仍可得 y＝0.043或者从Fe1-yO中铁与氧相对比值考虑由于非整比化合物Fe1-yO可以看成FeO与Fe2O3的固溶体，根据题意，其中Fe3+与Fe2+摩尔分数比值为0.1，可表示为下式FeO＋Fe0.1O0.15＝Fe1.1O1.151－y＝1.1/1.15故 y＝0.043 （4分） 无机固体化学是一门新兴学科，其教学内容包括固体材料合成、组成和结构、固体热力学和相平衡以及结构与物性表征等其研究对象为实际固体，而从近代的晶体结构理论和实验的研究结果来看，具有化学整比和非整比的化合物都是普遍存在的，特别是非整比化合物更为普遍可以认为，非整比化合物是有缺陷的化合物，其缺陷的类型以及偏离整比的量均对晶体材料性质产生很大的影响。

对非整比研究得较多的化合物是Fe1-yO，该体系可以看成是FeO和Fe2O3的固溶体，y值为偏离整比值以此为例，从各个不同提示角度考虑当Fe1-yO体系中三价铁离子与二价铁离子摩尔分数比值为0.1时求解偏离整比值y1． 氧化数代数和考虑：2．从整比Fe2O3部分被Fe还原角度考虑：2． 你还有什么其他解法？（再写出一种方法即可）第七题第七题1．原子 sp3 10928’ 椅2．（空隙长度等于碳、硅原子直径和）3．，一个碳原子周围是六个碳原子 1︰3︰2 空隙 相错4．12 2d/3 硅5．晶胞质量为4(12.01＋28.09)/NA g，晶胞体积为[(1.17＋0.77)10－84/]3cm3，密度为2.96 偏差：(2.96－3.217)/3.217＝－7.94%（数据可以有偏离，但应给出负号） 密度偏小，说明实际晶胞体积比计算值小，即碳、硅原子间的距离应比两个半径小，实际上碳、硅原子间有共价键作用，而不能假设成相切（是相交）6．38.3%～41.7%（利用原子体积与晶胞体积之比） ①求下限：同5中求密度的方法，求得38.3%； ②求上限：根据密度理论值求出晶胞体积，求得41.7%第八题： 1．(1)式与(5)式相当，(2)式与(3)式相当。

式为控制步骤 3．从(1)式、(2)式可知，V2O5从SO2中夺得了电子(变为V+4)，又把电子授予了O2，本身氧化为V+5所以它起了传输电子的“电子泵”作用 4．图示如下： 因为V2O5端基氧键长较长，最活泼，在反应物SO2的直接进攻时，端基氧最易失去，而造成V2O5晶格的氧负离子缺位(同时SO2氧化为SO3)由于氧负离子缺位的存在，使其易于吸附O2分子，O2又把它氧化为V+5第九题（10分） 1．设Cu原子半径为r，r=a，一个（1，1，1）面上有3＋3=2个Cu原子SCu=2πa2=a2，S总=a2，；2．阴极面上一层Cu的物质的量为：；沉积的Cu原子的物质的量是：，层数：= 碳化硅（SiC）俗名“金刚砂”，有类似金刚石的结构和性质其空间结构中碳硅原子相间排列，右图。