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文檔簡介
1、中學化學競賽試題資源庫分子的結構A組 B下列分子中所有原子都滿足最外層為8電子結構的是A BeCl2 B PCl3 C PCl5 D N2O C下列分子結構中各原子的最外層電子都滿足8電子穩定結構的是A SF6 B XeF2 C CS2 D CH4 C下列分子中,所有原子的最外層均為8電子結的是A BeCl2 B H2S C NCl3 D SF6 A下列分子中所有原子都滿足最外層為8電子結構的是A SiCl4 B H2O C BF3 D PCl5 D下列分子中,所有原子都滿足最外層為8電子結構的是A BF3 B PCl5 C HCl D CF2Cl2 D下列各分子中所有原子都滿足最外層為8電子
2、結構的是A C2H4 B BeCl2 C PCl5 D CCl4 C下列各分子中,所有原子都滿足最外層為8電子結構的是A H2O B BF3 C CCl4 D PCl5 D下列分子中所有的原子都滿足最外層8電子結構的是A 次氯酸 B 二氟化硫 C 三氟化硼 D 氯化硫(S2Cl2) B下列溫室氣體中,和CO2一樣,既是非極性分子,所有的原子又都達到8電子穩定結構的是A N2O B CF2CF2 C CCl2F2 D SF6 C下列微粒中碳原子都滿足最外層為8電子結構的是A 甲基(CH3) B 碳正離子(CH3)C 碳負離子(CH3) D 碳烯(CH2) C下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結
3、構的是A 六氟化氙(XeF6) B 次氯酸(HClO)C 二硫化碳(CS2) D 三氟化硼(BF3) B六氧化四磷的分子結構中只含有單鍵,且每個原子的最外層都滿足8電子結構,則該分子中含有的共價鍵的數目是A 10 B 12 C 24 D 28 A具有極性鍵的非極性分子是A CS2 B H2S C Cl2 D NH3 D下列分子中,具有極性鍵而不是極性分子的是A H2O B HF C CO D CO2 C下列分子有極性的是A CHCH B C CH3Cl D N2 A只含極性鍵的非極性分子是BF3(平面正三角型分子) CCl4(正四面體型分子) NH3H2O CH3Cl CS2A B C D C
4、下列物質:干冰,石英,白磷,氯仿,過氧化鈉。其中含極性鍵的非極性分子是A B 僅 C 僅 D C下列分子中,所有原子不可能共處在同一平面上的是A C2H2 B CS2 C NH3 D C6H6 D下列說法中正確的是A 極性分子中一定只含有極性鍵B 非極性分子中一定含有非極性鍵C 由極性鍵構成的分子一定是極性分子D 由非極性鍵構成的雙原子分子一定是非極性分子 D對于CCl4最好的表達是A 極性鍵的極性分子 B 非極性鍵的極性分子C 非極性鍵的非極性分子 D 極性鍵的非極性分子 C下列分子有極性的是A CCl4 B CO2 C NH3 D C6H6 C下列分子含有的電子數目與HF相同,且只有兩個極
5、性共價鍵的是A CO2 B N2O C H2O D CH4 B、C以碳原子為中心與兩個氯原子及兩個碘原子相結合,形成CCl2I2分子,以下推理中正確的是A 如果CCl2I2分子呈正方形結構,則沒有同分異構體B 如果CCl2I2分子呈正方形結構,則有兩個同分異構體C 如果CCl2I2分子呈四面體結構,則沒有同分異構體D 如果CCl2I2分子呈四面體結構,則有兩個同分異構體 BNH3、H2S等是極性分子,CO2、BF3、CCl4等是極性鍵構成的非極性分子。根據上述實例可推出ABn型分子是非極性分子的經驗規律是:A 分子中不能含有氫原子B 在ABn分子中A原子無孤對電子C 在ABn分子中A的相對原子
6、質量應小于B的相對質量D 分子中每個共價鍵的鍵長應相等 B、C下列敘述正確的是A 離子化合物只含有離子鍵B 含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物C 原子間均以非極性鍵結合而成的分子必定是非極性分子D 原子間以極性鍵結合而成的分子必定是極性分子 C下列固體,由具有極性鍵的非極性分子構成的是干冰、石英、白磷、固態四氯化碳、過氧化鈉,正確答案是A B 僅 C 僅 D CPO43、NH4這兩種離子中各原子的空間的排列情況和CH4分子相似。關于前述三種微粒的說法中,不正確的是A Na3PO4溶液和NH4Cl溶液的酸堿性不同B NH4離子中四個NH共價鍵完全相同C 相同物質的量的PO43、NH4、CH4、
7、P4(白磷)四種微粒所含的共價鍵個數相同D PO43、NH4離子的空間構型為四面體型 (1) (2) (3) (4)在CaCl2 NH3 KOH Na2O2 CO2 H2O CH4中,(1)只含有離子鍵的是 (填序號,下同)。(2)既含有離子健,又含有非極性鍵的是 。(3)屬于非極性分子的是 。(4)分子呈正四面體形結構的是 。 3 9有一種多聚硼酸鹽為無限網狀結構(如右圖):其結構的基本單元可表示為(B5On)m,則m 、n 。 12 8美國加州大學Zettle教授所在的研究小組發現,在用改進的碳弧法合成C60和C70。得到的產物中發現了C36。已知C60有12個正五邊形,20個正六邊;C7
8、0有12個正五邊形,25個正六邊形。則C36有 個正五邊形, 個正六邊形。B組 B電子總數相等的微粒稱等電子體,下列各組微粒不屬于等電子體的是A Mg2和Al3 B NO和CO C Ca2和S2 D H2O和NH4 C下列敘述正確的是A NH3是極性分子,分子中N原子是在3個H原子所組成的三角形的中心B CCl4是非極性分子,分子中C原子處在4個Cl原子所組成的正方形的中心C H2O是極性分子,分子中O原子不處在2個H原子所連成的直線的中央D CO2是非極性分子,分子中C原子不處在2個O原子所連成的直線的中央 A近年來,科學家合成了一種具有“二重結構”的球形分子。它是把足球型分子C60,容納在
9、足球型分子Si60中,外層的Si與里面的C以共價鍵結合。下列關于這種物質的敘述中正確的是A 是化合物 B 是混合物 C 不含極性鍵 D 含有離子鍵 B、C.ABn型分子中,若A原子的最外層未達到穩定結構,則該分子被稱為缺電子分子。下列分子屬于缺電子分子的是A CO2 B BeCl2 C BF3 D PCl5 C、D.最新研究表明生命起源于火山爆發,是因為火山爆發產生的氣體中含有1%的羧基硫(COS),已知羧基硫分子中所有原子均滿足八電子結構,結合周期表知識,有關說法正確的是A 羰基硫的屬于非極性分子 B 羰基硫沸點比CO2低C 羰基硫的電子式為: D 羰基硫分子中三個原子處于同一直線上 B.近
10、年來科學家發現有100個碳原子構成一個具有完美對稱性的C100原子團,其中每個碳原子仍可形成4個化學鍵。最內層是由20個碳原子構成的正十二面體(即每個碳與其它三個碳相連)。外層的60個碳原子形成12個分立的正五邊形(即每個碳原子與其它2個碳相連)。處于中間層次的碳原子連接內外層碳原子。當它與氫或氟形成分子時,其分子式為CA C100H20和C100F20 B C100H60和C100F60C C100H12和C100F12 D C100H40和C100F40 D根據等電子原理:由短周期元素組成的微粒,只要其原子數相同,各原子最外層電子數之和相同,可互稱為等電子體,它們具有相似的結構特征。以下各
11、組微粒結構不相似的是A CO和N2 B O3和NO2 C CO2和N2O D N2H4和C2H4 A、BS8分子的空間幾何構型呈皇冠型()。下列分子中,與S8分子具有相同的幾何構型的是A SenS8n B (SNH)4 C (NSH)4 D S4N4 A、B通常把原子數和電子數均相等的分子或離子稱為等電子體。人們發現等電子體間的結構和性質相似,下列有關說法中正確的是A B3N3H6是由極性鍵組成的非極性分子B B3N3H6能發生加成反應和取代反應C B3N3H6具有堿性D B3N3H6各原子不在同一平面上 C已知PCl5是三角雙錐幾何構型,若Cl元素有兩種穩定的同位素,則PCl5的不同分子種數
12、(包括異構體)為A 8 B 10 C 12 D 14 B硼晶體的基本結構單元是硼原子組成的正二十面體,其中,每個面均為正三角形,每個棚原子均與另外五個硼原子相連。由此推斷在硼晶體的基本結構單元中的頂點數和棱邊數分別是A 60、12 B 12、30 C 30、12 D 10、30 A近年來科學家們發現由100個碳原子構成具有完美對稱性的C100原子團,每個碳原子仍可形成4個化學鍵,最內部是由20個碳原子構成的正12面體,外層的60個碳原子形成12個分立的正五邊形,處于中間層次的碳將內外層碳原子連接在一起,當它與氫和氟形成分子時,其分子式應為A C100H60和C100F60 B C100H20和
13、C100F20C C100H12和C100F12 D C100H40和C100F40 A已知Co(NH3)63呈正八面體結構:各NH3分子間距相等,Co3位于正八面的中心。若其中二個NH3分子被Cl取代,所形成的Co(NH2)4Cl2的同分異構體的種數有A 2種 B 3種 C 4種 D 5種 CSF6是一種無色氣體,具有很強的穩定性,可用于滅火。SF6的分子結構如圖33所示,呈正八面體型。如果F元素有兩種穩定的同位素,則SF6的不同分子種數為A 6種 B 7種 C 10種 D 12種 C下列關于化合物的說法正確的是A 只含有共價鍵的物質一定是共價化合物B 由兩種原子組成的純凈物一定是化合物C
14、熔化不導電的化合物一定是共價化合物D 不含非極性共價鍵的分子晶體一定是共價化合物 B某共價化合物含碳、氫、氮三種元素,分子內有四個氮原子,且四個氮原子排列成內空的四面體(如白磷結構),每兩個氮原子間都有一個碳原子。已知分子內無碳碳單鍵,也沒有碳碳雙鍵,則該化合物的分子式為A CH8N4 B C6H12N4 C C6H10N4 D C4H8N4 B在下述化合物中,最可能有偶極矩的是A CS2 B H2S C SO3(g) D CCl4 A下列分子中,最不容易聚合的是A N2O5 B BeCl2 C AlCl3 D NO2 A.Science304,p.699(2004)報道,廈門大學的鄭蘭蓀院士
15、及其在北京和武漢中科院的同事,成功的利用電弧放電法穩定地制備出C50衍生物,C50由于結構中存在五員環與五員環連接,故很活潑難捕捉。它們制取的方法是在不銹鋼的腔體之中,加入0.013atm的四氯化碳(tetrachloride)氣體及0.395atm的氦氣,然后外加24v的偏壓,石墨電弧方法放電,產生約90g的煤灰,經純化之后得到2mg純度99.5%的C50Cl10。研究人員表示,C50Cl10外型像艘宇宙飛船,帶有10根可產生反應的碳氯懸臂,它跟C60或C70一樣很容易和不同的有機物形成物理或化學性質相當有趣的新化合物. 試題:已知多面體的頂點數、面數和棱這數的關系,遵循歐拉定理:頂點數面數
16、棱邊數 2。結合題中住息,下列有關C50Cl10推測肯定不正確的是A 1molC50Cl10最多與25mol F2發生加成反應B 根據歐拉公式,由C50組成的環中,有12個正五邊形,15個六邊形構成C C50Cl10在一定條件可發生取代反應,從而為定向合成開辟新路D 四氯化碳作用是作為氯源,以此捕獲和穩定C50分子 C、F、G、H以下各組指定微粒構成正八面體頂點的是A 乙烷分子中的氫原子B XeF6分子中的F原子C NaCl晶體中與一個Na最近的ClD NaCl晶體中與一個Na最近的NaE CsCl晶體中與一個Cs最近的ClF CsCl晶體中與一個Cs最近的CsG P4在少量O2中燃燒產物分子
17、中的O原子H 高碘酸根離子中的O原子 正三角形 V型科學家經過數學計算后,認為可能存在H3分子,1996年科學家在宇宙中發現了H3分子。假定,這三個氫原子的成鍵情況完全相同,則H3的幾何形狀應是 ;如果只有兩個氫原子的成鍵情況相同,則H3的幾何形狀應是 。 (1)N2、CO;CO2、N2O (2)SO2、O31919年,Langmuir提出等電子原理:原子數相同、電子總數相同的分子,互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近。(1)根據上述原理,僅由第2周期元素組成的共價分子中,互為等電子體的是: 和 ; 和 。(2)此后,等電子原理又有所發展。例如,由短周期元素組成的微粒,只要其原子數
18、相同,各原子最外層電子數之和相同,也可互稱為等電子體,它們也具有相似的結構特征。在短周期元素組成的物質中,與NO2互為等電子體的分子有: 、 。 (1)四面體形 直線形 平面形(2)CH3 CH3(3)BF3 NF3 CF4分子(或離子)的空間構型有直線形、角形、平面形、四面體形、三角錐形等。為了解釋和預測分子的空間構型,科學家在歸納了已知分子的空間構型的基礎上,提出一種簡單的理論模型,其理論依據是:分子中的價電子對(包括成鍵電子對和孤對電子)由于相互排斥作用,而取向彼此遠離以減小斥力,分子盡可能采取對稱的空間構型。對于ABm形分子(A為中心原子,B為配位原子),分子中的價電子對數(n)可以通
19、過下式確定:n分子構型AB2AB3AB2AB3AB4價電子對數23444幾何構型直線形平面形角形三角錐形四面體形說明:作為配位原子,氧原子、硫原子按不提供價電子計算;直線形分子中最少有3個原子,平面形分子中最少有4個原子。(1)指出下面物質分子或離子的空間構型:PO43 ;CS2 ;AlBr3(共價分子) 。(2)有兩種活性反應中間體微粒,它們的微粒中均含有1個碳原子和3個氫原子。請依據下面給出的這兩種微粒的球棍模型,寫出相應的化學式: ; 。(3)按要求寫出第二周期非金屬元素構成的中性分子的化學式:平面形分子 ,三角錐形分子 ,四面體形分子 。 20 12足球烯C60結構形如足球(見右圖),
20、可以認為它由正二十面體切掉十二個頂點形成的。則C60中有 個六圓環,有 個五圓環。 正方體 22XeF8是一種尚未合成的化合物,預測它的空間構型 ;F有二種同位素,則XeF8有 種不同分子。(不計順反異構和旋光異構) (1)N2、CN、NO、C22(2)N2O、CN22、OCN、N3、NO2(3)Sb(OH)6、Te(OH)6、IO(OH)5寫出下列三種物質的等電子體。(1)CO (2)CO2 (3)Sn(OH)62 H4BO4或B(OH)4,H已知氣態氯化鋁分子以雙聚形式存在,其結構如右圖所示:圖中“ClAl”表示Cl原子提供了一對電子與Al原子共享。又,已知硼酸H3BO3為白色固體,溶于水
21、顯弱酸性,但它卻只是一元酸。可以用硼酸在水溶液中的電離平衡解釋它只是一元酸的原因。請寫出下面這個方程式右端的兩種離子的表達式:H2O Nb6F15 Nb6Cl14 Nb6I11金屬鈮能與鹵素形成簇狀化合物,下圖所示為三種NbaXb的結構單元。它們的共同特點是六個Nb原子形成八面體骨架,鹵原子通過雙橋基(X)或三橋基()與Nb原子相連,結構單元之間通過雙橋基相連。請據圖寫出以下三個物質的化學式: (1)CS2 (2)鄰間對 (3)三角錐形 (4)平面三角形(5) 棕黃色者在極性分子中,正電荷重心同負電荷重心間的距離稱偶極長,通常用d表示。極性分子的極性強弱同偶極長和正(或負)電荷重心的電量(q)
22、有關,一般用偶極矩()來衡量。分子的偶極矩定義為偶極長和偶極上一端電荷電量的乘積,即d·q。試回答以下問題:(1)HCl、CS2、H2S、SO2 4種分子中0的是 ;(2)對硝基氯苯、鄰硝基氯苯、間硝基氯苯,3種分子的偶極矩由大到小的排列順序是: ;(3)實驗測得:PF31.03德拜、BCl30德拜。由此可知,PF3分子是 構型,BC13分子是 構型。(4)治癌藥Pt(NH3)2Cl2具有平面四邊形結構,Pt處在四邊形中心,NH3和Cl分別處在四邊形的4個角上。已知該化合物有兩種異構體,棕黃色者0,淡黃色者=0。試畫出兩種異構體的構型圖,并比較在水中的溶解度。構型圖:淡黃色 ,棕黃色
23、 ;在水中溶解度較大的是 。 (1)正十二面體 30 108° (2)sp3 大 長 (3)9 5(4)1C20H2016Br21C20HBr1319HBr(氫原子守恒)合成C60以及其它球碳分子的方法沒有發現最小的球碳分子C20的存在。2000年,德國Freiburg大學的H.Prinzbach宣稱,他們通過摘除法,已經在氣相質譜儀的氣體中看到了這種分子。他將C20H20溶解在液溴里,在燒瓶里加壓長時間回流,最終得到平均組成為C20HBr13的產物。在電子沖擊質譜儀中觀察到了微量C20和C202的存在。(1)C20的空間模型是 ,其中CC鍵數是 ,鍵角是 。(2)C20H20分子中
24、C原子雜化類型是 ,HCC鍵角比CCC鍵角 (大、小、相等),C20H20中CC鍵長比C20中 (長、短、相等)(3)C202中存在的鍵數是 ,異構體數是 (假設兩個失去電子的碳原子相對位置不一樣而互為異構體)(4)如果我們將C20HBr13看成唯一產物,請配平下列方程式: C20H20 Br2 C20HBr13 (1)(2)分子晶體,因為它靠(SN)n分子彼此間的分子作用力維系成晶體(3)線型,因為是由線型分子整齊有序排列形成的晶體,在線伸長方向及其垂直方向上導電率相差巨大,如為立體結構,不會如此;而從S2N2結構推知,它也不可能是平面形,只能是線型(SN)n是最早發現的無機高分子化合物(分
25、子量很大的化合物),n是一個很大的整數。由許許多多(SN)n分子組成的晶體,有各向異性的結構特點,最典型的是,從晶體兩個相互垂直的方向上,室溫下測定其導電率,其相差竟在2個數量級上。回答下列問題:(1)已知(SN)n由S2N2聚合而生成,在S2N2中,S和N的化合價數值視為相同,則S2N2分子結構是 (請畫出)。(2)上述晶體屬于 (填晶體類型),理由是 。(3)(SN)n分子的幾何形狀,是平面型,立體型,還是線型? ,理由是 。 B4Cl4是一種淡黃色并具有揮發性的固體比合物,在70以下,它存在于真空中。結構測定表明,該化合物中每個氯原子均結合一個硼原子,其鍵長都是1.70×l01
26、0米;任意兩個硼原子之間為1.71×1010米。試根據上述性質和參數畫出B4Cl4分子的空間構型。 AB3可能有兩種類型結構:(1)A原子居中心的平面三角形。例如:BF3、SO3、NO3、CO32、BO33,其中各中心原子的氧化數(化合價)等于其所在的族數,那么這類分子或離子是非極性的;(2)三角錐。例如:NH3、SO32、ClO3,其中各中心原子的氧化數(化合價)低于該元素所在的族數(指周期表)的最大值。那么這類分子或離子是極性的。在低對稱性分子或離子的中心原子上肯定有孤對電子,參與形成化學鍵的電子與孤對的電子云彼此分離最大符合能量最低。 AB4型主要有兩種類型結構:(1)原子A在
27、四面體中心,例如CCl4、TiCl4、OsO4、AsO42、MnO4、CrO42、BF4。其中各中心原子的氧化數(化合價)等于其所在族數,它們的高對稱性結構是非極性的;(2)原子A在平面四邊形的中心。例如:PtCl4。對于二元化合物而言,很少遇到這種結構。在配合物中普遍存在。這類分子或離子是非極性的。提出AB3和AB4型分子質點(分子或離子)的空間構型方案。每個AB鍵均是極性且相同的,符合極性和非極性分子或離子的結構各怎樣?列出各類型結構的例子。 Li的有機化合物在有機合成中有著重要的應用。LiCH3是金屬有機理的代表物之一,經測定在固態以四聚體存在。試畫出該化合物的結構。 ClBeCl sp
28、雜化 sp2雜化 sp3雜化在氣態二氯化鈹中有單體BeCl2和二聚體(BeCl2)2;在晶體中變形成多聚體(BeCl2)n。試畫出各種存在形式的結構簡圖,并指出Be原子的雜化軌道類型。 分子式為C9F21N,結構簡式為 (CF3CF2CF2)3N則或(C3F7)3N當前使用的人造血主要是全氟碳合物的乳劑,它具有溶解氧的能力大(約40mL O2/100mL乳劑)、性能穩定、不易揮發、易與水形成穩定的乳劑、無生理毒性等優點,已用于臨床。例如FTPA中含碳的質量分數為20.73。含氟為76.58、含氮為2.7。它的最簡式即為它的分子式,且分子的空間構型為三角錐形。試寫出FTPA的分子式和結構簡式。
29、(1)XnM6O24(12n)(2)CrMo6O24H63(3)H9(PtMo6O24)27 圖1 圖2 圖316系列的雜多陰離子具有典型的Anderson結構,配離子M(Mo,W氧化態均為6)與氧(O氧化態為2)形成八面體配位,雜原子X(化合價設為n,可以是Te6,I7,Cr3,Co3等)。Anderson結構配合物分為A系列和B系列。(1)上圖1是B系列陰離子的示意圖,中心八面體XO6被六個MO6(M為Mo或W,)八面體包圍,這六個MO6八面體處于同一平面且每個八面體與相鄰八面體共用邊相連,請寫出該陰離子的化學式通式 (2)圖2表示每個雜原子與六個OH基團形成八面體配位,與雜原子相配位的氧
30、原子和氫原子成鍵,當X是Cr3,M是Mo,請寫出這種類型B系列陰離子的化學式 (3)第2題中結構的陰離子還可以形成雙聚體,雙聚體中兩個陰離子之間形成了7個氫鍵,化合價為7,但其晶胞所含的原子個數仍可以表示為傳統的分子式形式如圖3所示。圖中Ot表示端氧,Ob是與兩個Mo相連的氧,Oc是與兩個Mo和一個Pt(氧化態4)相連的氧。寫出雙聚體的化學式 (1)IF2,IO3(2)N2,CO,C22,C2H2,CN(3)C2O42(4)4,4(5) 用四氮唑替代羧基以后,羰基與四氮唑間不會形成氫鍵。等電子原理是指兩個或兩個以上的分子(或離子),它們的原子數相同,分子(或離子)中電子數也相同,這些分子(或離
31、子)常具有相似的電子結構,相似的幾何構型,而且有時在性質上也有許多相似之處。例如:CO32、SO32、NO3都有24個價電子,都為平面三角形結構。(1)Xe和I等電子,所以可見XeF2和 ;XeO3和 都是等電子化合物,它們均具有相同的構型。(2)二原子14電子的等電子體共同特點是物質中都具有共價叁鍵,請舉出相應的4個例子(可以是分子或離子)(3)N2O4和 是等電子體;(4)過去生產上常以SiO2為催化劑的載體,它和近十幾年來應用日廣的AlPO4是等電子體,所以在磷酸鋁中Al為 配位氧,P為 配位氧。(5)煙酸(見圖)是一種降血脂藥物,但其分子中含有羧基,對人體的胃腸道有較大刺激且較難吸收,
32、而且COOH在人體中的代謝不穩定,因此它的活性和適應性有待改進。在藥學上的等電子體的概念是指具有相似的生理作用,如羧基與四氮唑是一種非經典電子等排體,它們具有相似的酸性,但四氮唑(見圖)在人體中的代謝較為穩定,因此它可取代藥物上的羧基,以改善某些性質。煙酸中的羧基被四氮唑取代后的結構簡式為: 有機物分子中相鄰的羧基與羰基間易形成分子內氫鍵,從而會影響藥物的性質。據藥學原理制成色滿3羧酸(見圖),希望它抗過敏作用,但試驗發現無此作用,而根據電子等排體理論制成的藥物X(見圖)的抗過敏作用則較強,這是因為 (1)C6H2N10O2 (2)可能(3)C6H2N10O2H2OCO5N25C 5.5mol
33、.2001年是20世紀偉大的化學家鮑林(Linus Pauling 19011994)誕辰100周年紀念。他是一位化學結構大師,因對化學鍵的本性及其對復雜物質結構的解釋而獲得1954年度的諾貝爾化學獎。1994年這位世紀老人謝世,人們打開他的辦公室,發現里面有一塊黑板,畫得滿滿的,其中有一結構式如圖所示。老人為什么畫這個結構式?它在自然界存在嗎?它是炸藥嗎?它能合成嗎?它有什么性質?不得而知。這是鮑林留給世人的一個謎。也許有朝一日能解開它。請你對這個結構作一番分析后,回答下列問題。(1)它的分子式是 。(2)如果該分子中的氮原子都在一個平面上,那么該分子中的所有原子是否可能處于同一平面內 (填
34、“可能”或“不可能”)。(3)該分子的側鏈相當于疊氮酸根,它類似于一種叫疊氮酸鉛的雷管起爆劑,因此有人預測它是炸藥,如果它在沒有氧氣參與的情況下爆炸,反應的化學方程式(發生分解反應,生成兩種單質和兩種化合物)是 ;如果有足量氧氣參與的條件下發生爆炸,那么,1mol該化合物爆炸時需消耗 mol氧氣。C組 試寫出下列物質所有的八隅體結構化學式:(1)CH4O (2)C2H3F (3)N3? 已知SO2和CO2的偶極矩分別是5.37×1030C·m和0。試根據這一信息推測兩個分子的形狀? C3O2分子中的碳原子都是以sp雜化軌道成鍵,分子結構為直線狀OCCCO。由C3O2分子中存
35、在的鍵說明其分子結構。 在一定條件下,三個甲醛分子可以連成一個環形分子。訪畫出它的Lewis結構。正確的結構應是C和O原子交替相連。 3.336×1030C·m偶極短的單位用“debye”表示,1 debye1018(esu)·cm其中esu為電荷的靜電單位,它可被定義為:1 C2.998×109esu。試用國際標準單位表示l debye的值? NH3和AsH3是錐形結構,BF3是平面結構。僅根據偶極矩,無法判定NH3和AsH3雛形結構的相對勻稱情況,因為N和As的電負性不同。NH3、AsH3和BF3的偶極短分別為4.97×1030、0.60&
36、#215;1030和0.00X1030C·m。試判斷它們的分子形狀? 正八面體,非極性;“T”形,極性;平面正方形,非極性;全重疊形,極性;直線形,非極性;Sn原子位于由2個F原子和2個C原子構成的四面體中心,而兩個C原子又分別是由H原子和Sn原子構成的兩個四面體中,極性;平面正方形,非極性;三角雙錐形,非極性;變形四面體,極性;兩個苯環垂直,極性;分子滑SS線折疊而成蝴蝶形,極性;分子內所有原子共面,非極性。判斷下列分子或離子的幾何構型,并說明未給出偶極矩數據的那些分子或離子是否是極性的:SF6;ClF3;ICl4;H2NNH2(6.14×1030C·m);NO
37、2;(CH3)2SnF2;XeF4;PF5;SF4;(5.0×1030C·m);(0) (1)OF2是V形分子,BeF2是線型分子 (2)PF3是錐型分子,BF3是平面正三形分子;(3)SF4是四方錐,SnF4為正四面體 (4)為何下列各對分子的偶極矩明顯的不同?請說明理由。(1)OF2(1.00×1030C·m),BeF2(0)(2)PF3(3.43×1030C·m),BF3(0)(3)SF4(2.00×1030C·m),SnF4(0)(4)NH3(4.93×1030C·m),NF3(0.67
38、×1030C·m) (1)B、D(這是一道與高科技新材料相關的化學試題,因前者是化合物,后者是單質,故選項A顯然不正確;由于碳最外層四個電子均成成鍵,每個氯原子最外只有一個電子參與成鍵,故共用電子對數目(4×5010)÷2105,故B正確。C中摩爾質量的單位應為g/mol,故C不正確。D中對于單純的C50而言,從圖中看出,從每個碳出發形成三個棱,總棱數應為:50×3÷275;為滿足碳四價,三個棱中必是一個雙鍵兩個單鍵,故單鍵數為:75×2/350,C50Cl10可看作有5個雙鍵與10個氯原子(或5個氯分子)與環上五個碳碳加成
39、得到,加成后又生成了五個單鍵,故C50Cl10單鍵數為:50555)(2)C50Cl10分子為27面體美國科學雜志世界上科學界最權威最精英的雜志之一。下面這幅分子結構模型圖正是2004年4月30號出版的SCIENCE雜志上的圖片,報道的是,中國科學家首次成功合成新型穩定小富勒烯C50Cl10,這項研究是富勒烯科學的重要突破。該項工作是在廈門大學化學系鄭蘭蓀院士的領導和組織下完成的,武漢物數所參與了其中部分工作并做出了特殊貢獻。該成果的論文“Capturing the labile fullerene50 as C50Cl10”。C50Cl10也是具有完美對稱的分子,C50Cl10的研究有著極為
40、重要的科學價值。現根據其信息,試完成以下兩小題。(1)廈門大學鄭蘭蓀院士合成的C50Cl10富勒烯足球狀分子含氯衍生物,50個碳原子組成若干個正六邊形和正五邊形,其中碳均為四價。有關C50Cl10的說法正確的是A C50Cl10與C60互為同素異形體B C50Cl10分子中共用電子對數目為105個C C50Cl10摩爾質量為955gD C50Cl10分子中含有55個碳碳單鍵(2)不飽和度是確定有機物分子結構的重要方法,不飽和度也稱為缺氫指數,當分子中每產生一個CC或每形成一個單鍵的環,就會產生一個不飽和度,足球烯C60的不飽和度為61。有機物分子中的鹵素原子取代基,可視作氫原子計算。試回答下列
41、:立體封閉有機物分子(多面體或籠狀結構)也可確定不飽和度,如:立方烷:面數為6,5 棱晶烷:面數為5,4 金剛烷面數為4,3。則C50Cl10 結構如右圖所示:,含有的面數為: 。 (1)按Euler公式:FVE2 (1)按題意:F5F6VE2 (2)由于每個頂點連接3條棱,每條棱由2個頂點連成,得:3V2E (3)五邊形面和六邊形面分別由5個和6個頂點形成,得:5F56F63V (4)將(3)代人(2)式,得:F5F6V1.5V2 (5)將(4)代人(5)式,得:5F56F66F56F612由此即得:F512(2)C60分子有32個面,F512,F620,按Euler公式,棱數E為:E603
42、2290由于每個C原子參與形成2個CC單鍵和1個CC雙鍵,雙鍵數是單鍵數的一半。分子中有60個CC單鍵,30個CC雙鍵。不論CC單鍵或CC雙鍵中都有1個 CC鍵,所以鍵數目為90個。(3)按Euler公式:FVE2在球碳分子中,每個頂點連接3條棱,每條棱由2個頂點連成,得3V2E。代入FV1.5V2 (6)F0.5V2F5F6C80:F0.5×80242,F6421230C82:F0.5×82243,F6431231C84:F0.5×4244,F6441232(4)由H2O分子通過OHO氫鍵形成的多面體結構,每個H2O分子通過氫鍵連接成棱,每條棱由2個H2O分子組
43、成。由上面(6)式推得:V2F42(F5F6)4512:V5F542×12420,由20個H2O分子組成,如下圖(a)51262:V2(122)424,由24個H2O分子組成,如下圖(b)51263:V2(123)426,由26個H2O分子組成,如下圖(c)多面體幾何學和化學的關系日益顯得重要。在實習中,示出了五種正多面體的圖形和性質,介紹了多面體通用的Euler公式頂角數(V)面數(F)棱邊數(E)2,討論了等徑圓球密堆積中的四面體和八面體空隙的幾何學等,幫助讀者在了解有關化合物的結構和性質上打下一定的基礎。隨著球碳(如C60,C70等)的出現,單質硼中B12單元和B60殼層結構的
44、測定,以及包合物和原子簇化合物中呈現的種種多面體的結構,又吸引讀者進一步學習多面體的結構的興趣。試回答下面有關多面體幾何學的問題:(1)當多面體只由五邊形面(F5)和六邊形面(F6)組成,每個頂點都連接3條棱時,試證明不論由多少個頂點組成多面體,其中五邊形面的數目總是12個。(2)已知C60分子是個具有足球外形的32面體,試計算其價鍵結構式中的CC單鍵數目,CC雙鍵數目和CC鍵數目。(3)已知C80,C82和C84都能包合金屬原子,形成CaC80,BaC80,CaC82,LaC82,CaC84。,LaC84等分子。試分別計算C80,C82和C84分子中含有六邊形面的數目。(4)氣體水合物晶體的
45、結構,可看作由五邊形面和六邊形面組成的多面體,其中包合氣體小分子(如CH4),多面體共面連接而成晶體。試求512,51262,51263等三種多面體(512指含12個五邊形面的多面體,51262指含12個五邊形面和2個六邊形面的多面體)各由幾個H2O分子組成?作圖表示這些多面體的結構。 A正方體去8個頂點, C原子組成8個正三角形和 6八邊形;共有11種二氯取代物;B正八面體去6個頂點, C原子組成6個正方形和8個正六邊形;共有11種二氯取代物;C正十二棱柱;共有13種二氯取代物 穩定性:BACC24H24有三種特殊的同分異構體A、B、C,它們都是籠狀結構,不含有雙鍵和三鍵;它們都只有一種一氧
46、取代物,而二氯取代物不完全相同。試畫出或說明A、B、C的碳原子空間構型和二氯取代物的具體數目,并比較A、B、C分子的穩定性。 (1)MoO66 (2)Mo6O192 (3)Mo10O284 (4)Mo7O246鉬有一種含氧酸根MoxOyz,式中x、y、z都是正整數;Mo的氧化態為6,O呈2。可按下面的步驟來理解該含氧酸根(如下圖所示)的結構:(A)所有Mo原子的配位數都是6,形成MoO6n,呈正八面體,稱為“小八面體”(圖A);(B)6個“小八面體”共棱連接可構成一個“超八面體”(圖B);(C)2個“超八面體”共用2個“小八面體”可構成一個“孿超八面體”(圖C);(D)從一個“孿超八面體”里取
47、走3個“小八面體”,得到的“缺角孿超八面體”(圖D)便是本題的MoxOyz(圖D中用虛線表示的小八面體是被取走的)。A B C D回答了列問題:(1)小八面體的化學式MoO6n中的n= (2)超八面體的化學式是 。(3)孿超八面體的化學式是 。(4)缺角孿超八面體的化字式是 。 (1)3(CH3)2CH2Be3HN(CH3)2(CH3)2CHBeN(CH2)233CH3CH2CH3;(CH3)2CHBeN(CH2)233HN(CH3)2BeN(CH3)2333CH3CH2CH3。(2)(3)二異丙基合鈹與二甲胺按12的比例反應,得到Be(NMe2)23。第一步在25時,每1mol R2Be結合
48、1mol胺,第二步在40時,又結合第二摩爾胺。(1)寫出描述這兩步過程的化學方程式。(2)最終產物的可能結構是環狀的三聚物。畫出該分子的結構式。(3)在2畫出的三聚物并不是真實的結構,實驗觀察到的結構包含一個四配位鈹和兩個三配位鈹。根據三配位和四配位鈹原子畫出一個最可能的結構。 (1)108° 110.9°(2)5(3)二次軸:15條(相對邊中點的連線);三次軸:10條(相對頂點的連線);五次軸:6條(相對面心的連線)(4)C20H2016Br2C20HBr1319HBr(氫原子守恒)(5) C20的碗狀異構體中的鍵角除5個是108°,其余30個都是120
49、6;,鍵的張力比球狀的小(都是108°)。(6)眾所周知,用合成C60以及其他球碳分子的方法沒有發現最小的球碳分子C20的存在。這顯然是由于該分子的張力太大,反應性太高,難以穩定存在。最近,德國Freiburg大學的學的H.Prinzbach宣稱,他們已經在氣相質譜儀的氣體中看到了這種分子。他們的方法可以稱為“摘除法”,即設法把十二面體烷C20H20的氫“摘除”。Prinzbach意識到將C20H20轉化為球狀的C20是十分困難的,想到先用其他原子取代氫。用氯不現實,他采用了溴。他把十二面體烷溶解在溴中,在燒瓶里加壓長時間回流,最終得到平均組成為C20HBr13的產物。這說明已經摘除
50、了部分氫了。接著他們用電子沖擊質譜儀來脫溴,在質譜儀的氣相組分中觀察到,在大量的C20的各種溴化物中有微量C20和C202的存在。Prinzbach知道,根據計算的結果,C20的碗狀異構體遠比球狀的穩定。為排除在質譜儀里看到的C20可能是碗狀異構體,Prinzbach又從具有芳香性的輪烯(CorannuleneC20H10)溴化,然后在與得到球碳C20相同的條件下摘除它的溴原子,然后與Boston學院的L.T.Scott和FreiBurg的VonIssendorff合作,對比這兩種異構體的光電子能譜,發現這兩種異構體的光電子能譜是不同的,而且也跟早先已經得知的單環狀的C20的光電子能譜也是不同的,球狀的C20的光電子能譜十分明顯具有封閉籠狀多烯的特征,相比之下,單環狀的C20構體則具有炔的特征。右圖是C20球狀的異構體(僅畫出骨架結構)
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