2001-2010年十年化学赛题重组卷6物质结构（一）● 竞赛时间3小时。

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第1题 (15分)气体常数R ＝8.31447 J K -1mol -1 法拉第常数F ＝96485 C mol -1 阿佛加德罗常数N A ＝6.022142×1023mol -11-12009年10月合成了第117号元素，从此填满了周期表第七周期所有空格，是元素周期系发展的一个里程碑。

117号元素是用249Bk 轰击48Ca 靶合成的，总共得到6个117号元素的原子，其中1个原子经p 次α衰变得到270Db 后发生裂变；5个原子则经q 次α衰变得到281Rg 后发生裂变。

用元素周期表上的117号元素符号，写出得到117号元素的核反应方程式（在元素符号的左上角和左下角 分别标出质量数和原子序数）。

1-2写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型：1-3一氯一溴二(氨基乙酸根)合钴(III)酸根离子有多种异构体，其中之一可用如下简式表示。

请依样画出其他所有八面体构型的异构体。

第2题（6分） 2-1 通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。

已知反F F FFFI[(C 6H 5)IF 5]Xe(C 6H 5)2XeI +[I(C 6H 5)2]+Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 1.008 Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd InSn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu - 6.941 9.012 22.99 24.31 39.10 40.08 85.47 87.62 132.9 137.3 [223] [226] 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 63.55 58.69 65.39 10.81 26.98 69.72 12.01 28.09 72.61 114.8 204.4 118.7 207.2 112.4 200.6 107.9 197.0 106.4 195.1 102.9 192.2 101.1 190.2 98.91 186.2 95.94 183.9 92.91 180.9 91.22 178.5 88.91 14.01 16.00 19.00 30.97 74.92 121.8 209.0 32.07 78.96 127.6 [210] [210] [210 ]126.9 79.90 35.45 4.00320.1839.95 83.80131.3[222] HeNe Ar Kr Xe Rn 元素周期表Rf Db Sg Bh Hs Mt La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No LrOOCl BrN N应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。

2-2早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C-H键的键长相等。

(1)该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。

(2)该离子是（）。

A.质子酸B.路易斯酸C.自由基D.亲核试剂第3题（8分）去年报道，在－55℃令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合，得一离子化合物（C），测得Xe的质量分数为31％，阴离子为四氟硼酸根离子，阳离子结构中有B的苯环。

C是首例有机氙（IV）化合物，－20℃以下稳定。

C为强氟化剂和强氧化剂，如与碘反应得到五氟化碘，放出氙，同时得到B。

3－1写出C的化学式，正负离子应分开写。

3－2根据什么结构特征把C归为有机氙比合物？3－3写出C的合成反应方程式。

3-13-23-33－4写出C和碘的反应。

3－5画出五氟化碘分子的立体结构：3-43-5（4分）第4题（12分）将H2O2慢慢加入到SbF5的HF溶液中得一白色固体A，A是一种盐类，其阴离子呈八面体结构。

4-1 A的结构简式及生成A的化学方程式。

4-2 A不稳定，能定量分解，B是产物之一，其中亦含有八面体结构，写出B的结构简式。

4-3若将H2S气体通入SbF5的HF溶液中，则得晶体C，C中仍含有八面体结构，写出C的结构简式及生成C的化学反应方程式。

4- 4将H2O2滴入液氨中得白色固体D，D是一种盐，含有正四面体结构，写出D的结构式和生成反应方程式。

4-5比较H2O2和H2S的性质异同。

第5题(10分)(CN)2被称为拟卤素，它的阴离子CN-作为配体形成的配合物有重要用途。

5-1 HgCl2和Hg(CN)2反应可制得(CN)2, 写出反应方程式。

5-2 画出CN-、(CN)2的路易斯结构式。

5-3 写出(CN)2 (g) 在O2 (g) 中燃烧的反应方程式。

5-4298 K下，(CN)2 (g) 的标准摩尔燃烧热为-1095 kJ mol-1，C2H2 (g) 的标准摩尔燃烧热为-1300 kJ mol-1，C2H2 (g) 的标准摩尔生成焓为227 kJ mol-1，H2O (l) 的标准摩尔生成焓为-286 kJ mol-1，计算(CN)2 (g) 的标准摩尔生成焓。

5-5(CN)2在300~500 o C形成具有一维双链结构的聚合物，画出该聚合物的结构。

5-6电镀厂向含氰化物的电镀废液中加入漂白粉以消除有毒的CN-，写出化学方程式（漂白粉用ClO-表示）。

2005年第6题（6分）本题涉及3种组成不同的铂配合物，它们都是八面体的单核配合物，配体为OH－和/或Cl－。

6-1 PtCl4·5H2O的水溶液与等摩尔NH3反应，生成两种铂配合物，反应式为：6-2 BaCl2·PtCl4和Ba(OH)2反应（摩尔比2︰5），生成两种产物，其中一种为配合物，该反应的化学方程式为：第7题（6分）钒是我国丰产元素，储量占全球11％，居第四位。

在光纤通讯系统中，光纤将信息导入离光源1km外的用户就需用5片钒酸钇晶体（钇是第39号元素）。

我国福州是全球钒酸钇晶体主要供应地，每年出口几十万片钒酸钇晶体，年创汇近千万美元（1999年）。

钒酸钇是四方晶体，晶胞参数a＝712pm，c＝629pm，密度d＝4.22g/cm3，含钒25％，求钒酸钇的化学式以及在一个晶胞中有几个原子。

给出计算过程。

钒酸钇的化学式：计算过程：一个晶胞中的原子数：第8题（10分）固体发光材料是一种能将激发的能量转变为可见光的固体物质。

在基质中掺入杂质，含量可达千分之几或百分之几，可调整发光效率、余辉及发光光谱。

如在刚玉Al2O3基质中掺入0.05~1.0%的Cr3＋及在Y2O3基质中掺入Eu3＋等均可制成固体发光材料。

8-1推测Al2O3基质中掺入Cr3＋的发光原理。

8-2Y2O3属立方晶系，将Y2O3的立方晶胞分为8个小立方体，Y在小立方体的面心和顶点，O位于小立方体内的四面体空隙，画出这样四个小立方体，指出Y和O的配位数。

第9题(14分)AX4四面体(A为中心原子，如硅、锗；X为配位原子，如氧、硫) 在无机化合物中很常见。

四面体T1按下图所示方式相连可形成一系列“超四面体”（T2、T3···）：9-1上图中T1、T2和T3的化学式分别为AX4、A4X10和A10X20，推出超四面体T4的化学式。

9-2分别指出超四面体T3、T4中各有几种环境不同的X原子，每种X原子各连接几个A原子？在上述两种超四面体中每种X原子的数目各是多少？9-3若分别以T1、T2、T3、T4为结构单元共顶点相连（顶点X原子只连接两个A原子），形成无限三维结构，分别写出所得三维骨架的化学式。

9-4欲使上述T3超四面体连接所得三维骨架的化学式所带电荷分别为+4、0和 4，A选Zn2+、In3+或Ge4+，X取S2-，给出带三种不同电荷的骨架的化学式（各给出一种，结构单元中的离子数成简单整数比）。

第10题(13分)分子筛是一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐晶体。

人工合成的分子筛有几十种，皆为骨架型结构，其中最常用的是A型、X型、Y型和丝光沸石型分子筛，化学组成可表示为M m[Al p Si q O n(p+q)]·x H2O。

10-1 Si4+、Al3+和O2-的离子半径分别为41 pm、50 pm和140 pm，通过计算说明在水合铝硅酸盐晶体中Si4+和Al3+各占据由氧构成的何种类型的多面体空隙。

Si4+Al3+10-2上述化学式中的n等于多少？说明理由。

若M为2价离子，写出m与p的关系式。

10-3 X光衍射测得Si-O键键长为160 pm。

此数据说明什么？如何理解？10-4说明以下事实的原因：①硅铝比（有时用SiO2/Al2O3表示）越高，分子筛越稳定；②最小硅铝比不小于1。

10-5人工合成的A型分子筛钠盐，属于立方晶系，正当晶胞参数a＝2464 pm，晶胞组成为Na96[Al96Si96O384]·x H2O。

将811.5克该分子筛在1.01325×105 Pa、700o C加热6小时将结晶水完全除去，得到798.6升水蒸气（视为理想气体）。

计算该分子筛的密度D。

T1 T3T2。