第二章化学键和分子结构,晶体结构

1第八章化学键和分子、晶体结构1、（Z1）.写出下列物种的路易斯结构（标明所有的未成键价电子），并标出形式电荷。(1)Al2Cl6(2)SnCl3－(3)BrF4－(4)XeF2(5)NS－(6)SO3F－(7)HOClO(8)S4N3(七元环）2.（Z12）画出满足下列物种的八隅体结构，标出所有未成键电子对和形式电荷，并指出重要的共振结构：(1)NOF(2)NOF3(3)ClO3－(4)N3－(5)PH2－(6)SbCl5(7)IO2F2－(8)SO23.（Z3）N2F3的结构中，哪一种是比较稳定的？4.（Z4）S4N3七元环中，你预期哪个SN键是最短的？5.（Z5）画出重氮甲烷CH2N2的共振结构。如果重氮甲烷进行热分解，产物是什么？6.（Z6）用价层电子对互斥理论预言下列分子或离子的尽可能准确的几何形状：(1)PCl3(2)PCl5(3)SF2(4)SF4(5)SF6(6)ClF3(7)IF4－(8)ICl2(9)PH4(10)CO32－(11)OF2(12)XeF47.（Z7）用价层电子对互斥理论解释：(1)氮、磷、砷、锑的氢化物的键角为什么从上到下变小？(2)为什么NH3的键角是107，NF3的键角是102.5，而PH3的键角是93.6，PF3的键角是96.3？8.（Z8）判断下列物种的几何构型，并指出中心原子采取何种杂化方式。(1)AsF4(2)XeOF3(3)SF5(4)Cl2CO(5)HO2(6)HNO3(7)I3(8)I39.（Z9）写出下列物种：H2、Li2、Be2、B2、N2、O2、F2(1)分子轨道表示式；(2)判断哪个最稳定，哪个不存在；(3)判断哪些物种有顺磁性。10.（Z10）用分子轨道法预言N2、N2、N2的相对稳定性大小。11.（Z11）用分子轨道理论预言：(1)CN和CN的键级；(2)在CO、CN和NO中，哪一种分子的键能最大？(3)在CO、B2、NO、NO和C2中，哪些分子或离子具有顺磁性？12.（Z12）蛋白质是由多肽链组成的，多肽链的基本单元如图：CNCOC试推测几个原子能共平面，试解释你的结论。13.（Z13）指出下列分子中，每个C原子所采取的杂化类型：(1)CH2=CH—CH=CH2(2)CH3—CH=C=CH2(3)CH≡C—CH=CH2(4)CH3COCH=CHCH314.（Z14）制备含O2、O22甚至O2的化合物都是可能的。2(1)对上述每种离子给出含该离子的一种化合物的化学式；(2)已知在上述物种中有一种是反磁性的，指出是哪一种；(3)已知下表四种物种中的O—O原子间距离为112、121、132和大约149pm，有三种物种的键能约为200，490和625kJmol1，另一种未给出数据，试把这些数据填在下表中的合适位置，并确定每一物种的键级。型体原子间距离键能键级O2O2O2O2215.（Z15）写出丁二烯、苯、丙烯基、N2O4、NO3、SO3、CO2中的离域键。16.（Z16）画出NO分子轨道能级图（能级高低、次序与N2相似）。分别写出NO、NO、NO的分子轨道表示式，计算键级、比较稳定性大小。17.（Z17）填满下表，要使NO、N2O、NO、NH3OH和NO3等分子或离子与表中最后一栏所对的对应N—O键长相匹配，并填人键级。分子或离子N—O键级N—O键长(pm)106.2115.4118.8125.6142.018.（Z18）写出下列各离子的核外电子构型，并指出它们各属于哪一类的离子构型：Al3、Fe3、Pb2、Zn2、Cr3、Ca2、Br、Tl。19.（Z25）用Born—Haber循环计算氟和氯的电子亲和能。已知：K(s)+1/2F2(g)KF(s)Hf=562.2kJmol1;K(s)K(g)Hs=89.87kJmol1;F2(g)2F(g)D=158kJmol1;Cl2(g)2Cl(g)D=241.6kJmol1;K(g)K(g)+eI=418kJmol1;K(g)+F(g)KF(s)U=816.8kJmol1;K(g)+Cl(g)KCl(s)U=716.0kJmol1;K(s)+0.5Cl2(g)KCl(s)Hf=435.6kJmol1。20.（Z28）由下面的数据计算AlF3(s)的晶格能：Hө[kJmol1]Al(s)Al(g)326Al(g)Al3(g)+3e51382Al(g)+3F2(g)2AlF3(s)2620F2(g)2F(g)160F(g)+eF(g)350321.（Z29）已知Hө[kJmol1]Cl(g)+eCl(g)348F(g)+eF(g)350CH3Cl(g)CH3(g)+Cl(g)338CH3F(g)CH3(g)+F(g)472U(NaF)894U(NaCl)768计算反应：CH3Cl(g)+NaF(s)=CH3F(g)+NaCl(s)的H。22.（Z30）由下面的数据计算RbF(s)的晶格能。Hө[kJmol1]Rb(s)Rb(g)78Rb(g)Rb(g)+e402F2(g)2F(g)668.82Rb(s)+F2(g)2RbF(s)1104F(g)+eF(g)146323.（Z32）用下面所给的数据，计算下面反应的焓变化。2NaI(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)+I2(g)D(Cl2)=224kJmol1A(Cl)=363kJmol1Hs(I2)=213kJmol1A(I)=314kJmol1U(NaCl)=766kJmol1U(NaI)=435kJmol124.（Z33）用下列各数据计算下面各离子的标准生成焓。(1)质子[H(g)];(2)Cl(g)D(H2)=436kJmol1D(Cl2)=242kJmol1I[H(g)]=1315kJmol1A[Cl(g)]=364kJmol1(3)用你所得的结果和下面的数据，计算下面反应的Hө。NH3(g)+H(g)=NH4(g)Hfө[NH3(g)]=46kJmol1Hfө[NH4Cl(s)]=314kJmol1U[NH4Cl]=682kJmol125、（Z34）已知：U(KCl)=694kJmol1、U(NaCl)=768kJmol1、I(K)=426kJmol1、I(Na)=501kJmol1，计算反应KCl(s)+Na(g)=NaCl(s)+K(g)的焓变化。如果此反应的S=0，那么在1000K时，与过量的固态物质达到平衡的气体物质的各成份组成是多少？26、（Z35）已知D(N2)=950kJmol1,NF3气体的Hfө=113kJmol1，D(F2)=155kJmol1，试计算：E(N—F)值。27、（Z40）实验测得某些离子型二元化合物的熔点为：化合物：NaFNaClNaBrNaIKCl熔点：(℃)992801747662768化合物：RbClCsClCaOBaO熔点：(℃)717638257019204试从晶格能的变化来讨论化合物的熔点随离子半径、离子电荷等变化的规律。28.（Z41）估计下列化合物熔点和硬度变化的次序：KClMgOMgSSiCNaCl29、（Z42）.试解释：(1)NaCl和AgCl的阳离子都是1价离子，为什么NaCl易溶于水，而AgCl难溶于水？(2)为什么碱土金属碳酸盐的热分解温度从BeCO3BaCO3不断升高？(3)预测在室温下LiF是否溶于水，解释你的结论。30、（Z43）下列各对离子中，哪一个极化能力大，为什么？(1)K和Ag(2)Li和Be2(3)K和Li(4)TiII和TiIV(5)Cu2和Ca231、（Z44）画出C2H2F2三种可能的异构体，并指出哪一种分子构型的偶极矩为零？32、（Z45）判断下列各对化合物中，键的极性大小：(1)ZnO和ZnS(2)BCl3和InCl3(3)HI和HCl(4)H2S和H2Se(5)NH3和NF3(6)AsH3和NH3(7)IBr和ICl(8)H2O和OF233、（Z46）根据分子结构，判断下列化合物中，有无氢键存在，如果存在氢键，是分子间氢键，还是分子内氢键？(1)NH3,(2)C6H6(3)H3BO3(4)HNO3(5)C2H634、（Z47）说明CHOHO和CHOOH两种化合物溶、沸点的高低及其原因。35、（Z48）判断下列各组分子之间存在什么形式的作用力。（即取向力、诱导力、色散力、氢键）(1)苯和CCl4(2)甲醇和水(3)HBr和HBr(4)CO2和水(5)NaCl和水。36、（Z49）下列各物质形成怎样的晶体？(1)NaCl(2)SO2(3)Ni(4)MgCl2(5)SiC37、（Z50）已知金(Au)晶体是面心立方体，金的原子半径为144pm，请问：(1)每个晶胞中含有几个金原子？(2)计算晶胞边长。(3)求出金晶体的密度。38、（Z51）黄铜(Brass)实际上是Cu—Zn合金，纯金属Cu和纯金属Zn的晶体分别都是ABC密堆积结构。当Zn的含量低于33%时，X光衍射证明黄铜结构仍然与纯金属相同。当Zn原子取代了Cu晶胞中所有顶角的Cu原子时，黄铜晶胞的质量是多少？Zn在黄铜中的质量百分数是多少？39、（Z52）钨属于体心立方，其密度=19.3gcm3，试计算：(1)钨的原子半径。(2)晶胞边长。(3)一个晶胞中钨原子个数。40（Z53）将一定量纯粹的NiO晶体，在氧气中加热，部分Ni2被氧化成Ni3，得到氧化物NixO，测得该氧化物的密度=6.47gcm3，用波长为154.0pm的X射线通过粉末法测得=18.71处有衍射峰，属于立方系的111衍射。已知Ni的相对原子质量为58.70，纯粹的NiO晶体具有NaCl型结构，Ni—O核间距为207.85pm，O2的离子半径为140.0pm。(1)画出纯粹的NiO晶体的立方晶胞；5(2)计算NixO的晶胞参数；(3)计算x值，并写出该氧化物的化学式（标明Ni的价态）(4)在NixO晶体中，Ni—Ni间的最短距离是多少？41、（Z54）实际测得硅的晶体结构属金刚石型，其密度为2.33gcm3，(1)计算晶胞参数a;(2)计算晶体中Si—Si的键长；(3)计算硅原子的空间利用率。42（Z55）石墨具有层状结构(1)作出石墨层状分子结构的示意图。(2)试指出石墨层状分子中碳原子数与碳－碳单键数的相对比。请对上述结论的导出作出论证。若用两种方法论证更好。(3)实验测得石墨、苯和乙烯分子中碳碳键的键长依次为142、140和133pm。请对上述系列中键长依次递减的现象作出合理的解释。43、（Z56）试讨论碳的同素异性体金刚石、石墨和C60晶体：(1)何者能溶于有机溶剂？为什么？(2)猜想三种异构体可能有一种在星际空间存在，发现一种异构体在死火山口存在，请确定各是何种异构体，解释它们为什么会在这些地方存在。44、（Z57）.试画出CO、CO2、甲醛和甲酸分子的立体构型，标明各原子间的成键情况(、、mn)，并估计各分子中碳－氧键的键长变化规律。45、（Z58）在星际空间已经探测到OH基团。(1)根据分子轨道理论，仅用氧的2p和氢的1s轨道表述它的电子结构。(2)何种类型的分子轨道上包含未配对的电子？(3)这条轨道是和氧、氢两个原子相联系或仅定域在一个原子上？(4)预计OH的最低电子跃迁和OH－的最低电子跃迁相比，哪一个需要的能量低？为什么？46、（Z59）(1)写出NF、NF＋和NF－的结构式和基态分子轨道表示式。(2)预测这三种物种的键级。(3)哪种物种具有顺磁性？指出未成对电子数目。47、（Z60）等电子体NO和CF的键离解能分别为677.2kJmol1和547.6kJmol1。(1)试画出各自路易斯结构式，并解释键能上的差距。