2011—2012学年结构化学期末试卷及答案

河西学院2011—2012学年第一学期期末考试试卷

A卷参考答案

一、选择题（每小题2分，共20分）

1、下列配位化合物哪种是高自旋的( D )

A [Co(CN)6]4-

B [Fe(NH3)6]3+

C [Co(NH3)6]2+

D [Co(H2O)6]3+

2、羰基配位化合物中,CO键的键长和CO分子键长相比( A )

A 变长

B 缩短

C 不变

D 无法判断

3、正负离子半径比大于等于0.255、小于0.414时，CN+理论值是（B ）

A 6

B 4

C 8

D 12

4、下列NaCl型晶体中点阵能最大的是( B )

A SrO

B CaO

C BaO

D KBr

5、下列哪两种晶体具有相同的点阵型式（D）

A NaCl 与CsCl

B CsCl与CaF2

C 金刚石与六方ZnS

D CaF2与立方ZnS

6、4 ：4是下列哪一种晶体的CN+/CN- （C ）

A CsCl

B NaCl

C 立方ZnS

D CaF2

7、用VSEPR理论判断，SF6的几何构型是（B）A 三角双锥 B 正八面体 C 正四面体 D 正四棱锥

8、下列分子中不属于sp3杂化的是（C ）

A H2O

B PH3

C BCl3

D CH3CH3

9、丁二烯在加热条件下的闭环反应是（A ）

A 顺旋

B 对旋

C 两者都行

D 无法判断

10、封闭式B4H42-分子的styx数码为( C )

A 2300

B 0320

C 0230

D 0330

二、填空题（每空1分，共20分）

1、VSEPR规则用于判断非共轭多原子分子的构型，但在有些情况下会例外，其中主要是：

碱土金属的二卤化物。

2、下列晶体其点阵型式属于立方面心的是Ag,NaCl ，属于立方体心的是

Na，K ，属于立方简单的是CsCl ，属于六方简单的是Mg ，Na,Ag,NaCl,CsCl,K,Mg

3、根据晶体的对称性，晶体中的旋转轴的轴次只有1，2，3，4，6 等五种

4、选取结构基元时必须满的三个条件是：化学组成相同，空间结构相同，

周围环境相同。

5、金属单质晶体的最密堆积方式主要有两种方式，分别是：立方最密堆积，

和六方最密堆积。

6、根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，说明下列分子或离子的几何构型和中心离子的杂化方式：SO2：几何构型直线型，S的杂化方式SP ；NO3-：几何构型平面正三角形，N的杂化方式SP2。

专业：化学课程：结构化学

7、Ni 和CO 可形成羰基配合物Ni(CO)n ，其中n= 4 。

8、计算Cr(C 6H 6)(CO)3配合物中金属原子的配位数： 6 。

9、根据磁性测定结果知NiCl 42-为顺磁性，而Ni(CN)42-为抗磁性，推测它们的几何构型： NiCl 42-的几何构型为 四面体 ；Ni(CN)42-的几何构型为 平面正方形 。 10、硅的结构和金刚石相同，Si 的原子半径为117pm ，计算它的晶胞参数a= 540pm 。 三、简答题（共30分）：

1、用前线轨道理论分析在普通加热情况下CO 加H 2反应是否容易发生。（10分） 答：基态CO 分子的HOMO 和LUMO 分别为3σ和2π（2分）

基态H 2的HOMO 和LUMO 分别为1s σ和*1s σ（2分）

CO

H 2

（4分）

由图可见，当CO 分子的HOMO 和H 2分子的LUMO 接近时，彼此对称性不匹配；当CO 分子的LUMO 和H 2分子的HOMO 接近时，彼此对称性也不匹配。因此，尽管在热力学上CO 加H 2 （生成烃或含氧化合物）反应能够进行，但实际上，在非催化条件下，该反应难以发生。（2）

2、用休克尔分子轨道法求烯丙基自由基22CH CH CH =-的大π分子轨道，计算电荷密度，π键键级和C 原子的自由价。（10分）

答：22CH CH CH =-的行列式为10

1

1001x x x

=（1分）

展开为2123(2)00;x x x x x -=?===

代入行列式求的：

当1x =21311;222

c c c =

== 112311

222

?φφ∴=++（1分）

当20x =时：2130;22

c c c ==

=-

213?∴=

（1分） 当3x =21311

;22

c c c === 312311

222

?φφ∴=-+（1分）

22

112()2(1.50022

ρ=?+?= 2

22(

201.0002

ρ=?+?= 22

312(2(1.50022

ρ=?+?-

= （2分） 121p 2202=?+=

+

-

23

1

p220(

2

=+??=（2分）

1

F

2

=

2

F()

22

=+3

F=

（2分）

3、用姜泰勒效应说明下列配合离子是否发生变形，发生的是大畸变还是小畸变。（10分）

（1）、

4

6

[()]

Fe CN-

（2）、

2

26

[()]

Ni H O+

（3）、

2

4

[]

CuCl-

（4）、

2

26

[()]

Cr H O+

（5）、

3

6

[]

CoF-

答：（1）、[Fe(CN)6]4-：d6，八面体强场低自旋，

↑↓↑↓↑↓

不变形；

（2）、[Ni(H2O)6]2+：d8，八面体弱场高自旋，

↑↑

↑↓↑↓↑↓

不变形；

（3）、[CuCl4]2-：d9，四面体弱场高自旋，

↑↓↑↓↑

↑↓↑↓

大畸变；

（4）、

2

26

[()]

Cr H O+

：d

4，八面体弱场高自旋，

↑

↑↑↑

大畸变

（

5）、[CoF6]3-

：d6，八面体弱场高自旋，

↑↑

↑↓↑↑

小畸变。

四、计算题：（共30分）

1、已知金属Al为立方面心最密堆积结构，密度为2.70gcm-3。计算它的晶胞参数和原子半径；

用Cu Kα（154.2pm

λ=）射取衍射图，333衍射线的衍射角是多少？（已知M(Al)=27g/mol）

（10分）

解：在立方面心晶胞中有4个Al原子，

3

44

A A

M M

D

N V N a

==，

所以：

1

1231

4427

()(404.9

2.7 6.0210

A

M gmol

a pm

DN gcm mol

-

--

?

===

??

（3）

4r

=

铝原子的半径143.2

r pm

==（2）

d==

2sin sin0.989481.7

2

d

d

λ

θλθθ

=∴==?=（5）

2、已知氧化铁FexO为NaCl型结构，在实际晶体中由于存在缺陷使得1

x<，今有一批氧化

铁，测得其密度为5.71g/cm3，用=

λ71.07pm的X射线测得其立方面心晶胞衍射指标为200

的衍射角9.56

θ=（sin0.1661

θ=，M(Fe)=56g/mol），试计算或回答下列问题：（10）

（1）、计算FexO的立方面心晶胞参数a；（4分）

（2）、计算x值；（4分）

（3）、说明在FexO晶体中O2-的堆积方式，Fe在此堆积中占据那种空隙？（2分）

解：（1）、2sin214

d d pm

θλ

=∴=

1

22

200

(200)428

a d pm

=++=

（2）、

23103

6.0210(42810) 5.71

67.35/

4

A

N VD cm

M g mol

n

-

????

===

67.3516

0.92

56

x

-

==

（3）、O2-的堆积方式同NaCl中的Cl-，即立方面心堆积，Fe在此堆积中占据空隙为正八面体

空隙

3、某MO型金属氧化物属立方晶系，晶体密度为 3.581g/cm3，用X粉末法

Cu K =αλ（154.2pm ）测得各衍射线相应的衍射角分别为：18.5、21.5、31.2、37.4、

39.4、47.1、52.9、54.9。请计算或回答下列问题：（10分）

（1）、确定该金属氧化物晶体的点阵型式；（4分） （2）、计算晶胞参数和一个晶胞中的结构基元；（4分） （3）、计算金属原子M 的相对原子质量. （2分） 解：

（1）、晶体的衍射指标是全奇或全偶，表示为立方面心点阵型式

（2）、2sin d θλ=, 如2号衍射线，即：20020.3665154.2d pm ?=，得

200154.2210.4d pm pm =

1

2

2

200(200)421a d pm =++=

为立方面心点阵型式：8*1/8+6*1/2=4，有四个点阵点，既包含四个结构基元

（3）、231036.0210(42110) 3.581

40.24/4

A N VD cm M g mol n -????===