物质结构专题测试卷

《物质结构》专题测试卷
1、若在现代原子结构理论中，假定每个原子轨道只能容纳一个电子，则原子序数为42的元素的核外电子排布式将是怎样的（请写出完整的电子排布式）？按这种假设而设计出的元素周期表，该元素将属于第几周期、第几族？该元素的中性原子在化学反应中得失电子情况又将怎样？
2、已知苯具有六角形对称性，萘结构包含着两个连接在一块的共面六边形碳骨架。

此外，只能是相邻原子成键。

试画出下列物质所有的八隅体共振结构图；
（1）苯C6H6；（2）萘C l0H8
3、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。

工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。

（1）氨化硅晶体属于______________晶体；（填晶体类型）
（2）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子、Si原子和Si 原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构。

请写出氮化硅的化学式；
（3）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。

反应的化学方程式为___________________________________________。

4、Lewis结构中至少有一个原子周围多余8个电子的化合物叫超价化合物。

出现超价化合物对于第三至第六周期而言是个相当普遍的现象，例如PCl3和SF6结构中的P和S原子。

传统的解释认为这些元素的低能级未满d轨道能够容纳额外的电子，如果利用3d轨道，P 的价层电子数就能超过8，PCl5中至少必须利用一个3d轨道，第二周期较少出现超价是由于这些元素没有2d轨道。

然而，新近的计算表明传统的解释方法过分强调了3d轨道在超价化合物中所起的作用，空轨道并不是形成超价化合物的主要原因。

超价SF6分子中的成键作用不必用d轨道扩大S原子的八隅体就能做出解释。

（1）试说明第二周期元素很少出现超价化合物的主要原因；（2’）
（2）用第1问得出的结论解释为什么可以稳定存在SF6和PCl5；（2’）
（3）S2F10也为超价化合物，试画出其Lewis结构；（2’）
（4）已知SF6不容易水解，其原因可归结于其结构的稳定性及S已达到最高配位等因素，但TeF6却可在水中明显的水解，请说明理由；（3’）
（5）写出TeF6水解的反应方程式。

（1’）
5、H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛。

1979年化学家将H2O2滴入到SbF5的HF溶液中，获得了一种白色固体A。

经分析，A的阴离子呈八面体结构，阳离子与羟胺NH2OH是等电子体，而且此反应未发生电子转移。

（1）确定A的结构简式。

写出生成A的化学反应方程式。

（2）在室温或高于室温的条件下，A能定量地分解，产生B和C。

已知B的阳离子的价电子总数比C的价电子总数少4。

试确定B的结构简式，写出B中阴、阳离子各中心原子的杂化形态。

（3）若将H2O2投入到液氨中，可得到白色固体D。

红外光谱显示，固态D存在阴、阳两种离子，其中一种离子呈现正四面体。

试确定D的结构简式。

（4）上述实验事实说明H2O2的什么性质？
6、根据下列数据，设计玻恩-哈伯循环计算溴化镁的晶格能（6’）
溴化镁的生成热-523.4 kJ/mol
镁的原子化热147 kJ/mol
镁的第一电离能738 kJ/mol
镁的第二电离能1451 kJ/mol
液态溴的汽化热37 kJ/mol
溴分子的解离能193 kJ/mol
溴的电子亲和能-324.5 kJ/mol
7、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。

8、磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。

磷化硼（1：1）可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。

（1）写出合成磷化硼的化学反应方程式。

（2）分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。

（3）磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积（面心立方），硼原子填入四面体空隙中。

画出磷化硼的正当晶胞示意图。

（4）已知磷化硼的晶胞参数a = 478 pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（d B-P）。

（5）画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影）。

9、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。

10、如右下图所示为黄铜矿的晶胞。

（1）计算该晶胞中各种原子的数目，写出黄铜矿的化学式。

__________（2’）
（2）在黄铜矿晶胞中含几个结构基元____________；（2’）
（3）在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。

若铁原
子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视为等同的金属原子，
请画出它的晶胞；（4’）
（4）实验表明，CuGaS2和Cu2FeSnS4与黄铜矿的结构类型相同，
请据此推测黄铜矿中铜和铁的氧化态___________________。

（2’）
参考答案
1、电子排布式：1s12s12p33s13p33d54s14p34d54f75s15p35d56s16p2
周期表中的位置：第六周期，第ⅢA族
该元素的中性原子在化学反应中可得到1个电子显－1价；可失去3个电子显＋3价，也可失去2个p电子而显＋2价
2、
5、（1）A：[H3O2]＋[SbF6]－；H2O2＋HF＋SbF5＝[H3O2]＋[SbF6]－
（2）B：[H3O]＋[SbF6]－；O：sp3杂化；Sb：sp3d2
（3）D：NH4OOH （4）说明H2O2既是一种酸，同时又是一种比水弱得多的碱。