三维化学单元练习

1、三维化学单元练习 Cu Pl。S一.（9分）有一立方晶系的离子晶体，其结构如右图所示，试回答：.晶体所属的点阵形式；.已知rCs+= 169pm, rCl-= 181pm, Cs+, C离子半径大致相近，试问此两种离于联合组成了何种型式的 密堆积；. Cu2+处在何种空隙里？.指出各离子的配位情况？二.（11分）黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼的。回答下列问题：.右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目：Cu Fe S _写出黄铜矿的化学式.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 视作等同的金属离子，请画出它的晶胞。.在

2、无序的高温型结构中，硫原子作什么类型的堆积？金属原子占据什么类型的空隙？ 该空隙被金属原子占据的分数是多少？ .计算黄铜矿晶体的密度 （晶胞参数:a=52.4pm, c=103.0pm ;相对原子量：Cu 63.5 Fe 55.84 S 32.06）三.（13分）冰晶石（Na3AlF6）用作电解法炼铝的助熔剂。冰晶石晶胞是以大阴离子（ AlF 63 ）构成的面 心立方晶格，Na卡可看作是填充在晶格的空隙中，已知冰晶石的密度为2.95g/cm3, Al F键长181 pm,相对原子质量：Na 23.0; Al 27.0; F 19.0。1.指出AlF 63配离子中心离子的杂化轨道类型、配离子空间

3、构型和所属分子点群。.指出Na3AlF6的点阵形式；阴离子作何种形式的堆积，阳离子占据何种空隙及占有率；写出它们的分数 坐标。.计算冰晶石晶体的晶胞参数。五.（17分）CaCUx合金可看作由下图所示的 a、b两种原子层交替堆积排列而成：a是由Cu和Ca共同组成的层，层中Cu Cu之间由实线相连；b是完全由Cu原子组成的层，CuCu之间也由实线相连。图中 由虚线勾出的六角形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置。c是由a和b两种原子层交替堆积成CaCux的晶体结构图。在这结构中：同一层的CaCu为294pm；相邻两层的CaCu为327pm。1.确定该合金的化学式. Ca有 个Cu原子配位（

4、Ca周围的Cu原子数，不一定要等距最近），Ca的配位情况如何，列式计算Cu的平均配位数.该晶体属何种晶系；写出各原子的分数坐标；计算晶胞参数。.计算该合金的密度（Ca 40.1 Cu 63.5）.计算Ca、Cu原子半径abcO Ca- Cu六.（36分）已知:对称元素:Cn轴：一个分子沿着某一轴旋转一角度a =2无/n后，能使分子复原，式中a是使分子复原所旋转的最小的角度，n是使分子完全复原所旋转的次数，即为旋转轴的轴次。若一个分子中存在着几个旋转轴，则轴 次高的为主轴，其余的为副轴。bv面：包含主轴的对称面；bh面：垂直于主轴的对称面；bd面：包含主轴并争分垂直于主轴的两个C2轴的夹角的平面

5、，是 bv面的特殊类型。i：对称中心点群的分类：Cn群：分子中只有一个 Cn轴；Cnv群：分子中有一个 Cn轴，且有n个包含g轴的 人面；Cnh群：分子中有一个 Cn轴，且有垂直于Cn的bh面；Dn群：分子中有一个 Cn轴，另有n个垂直于g轴的C2轴；Dnh群：在Dn基础上，另有一个垂直于 g轴的面；Dnd群：在Dn基础上，有n个bd面；Td群：具有正四面体构型的分子；Oh群：具有正八面体构型的分子；Id群：具有正二十面体构型的分子；（20分）完成下面的表格，指出下列分子的对称元素（种类、数目）和分子点群类型。分子（构型）对称元素分子点群分子（构型）对称元素分子点群菲P4O6碘仿环己烷（船式）

6、B2H6乙烷（重叠式）环丙烷乙烷（交叉式）C60乙烷（任意式）画出所有可能配合物的结构简式,（5分）考虑通式为 MClp（en）q的八面体，P、q分别为。、1、2 并确定其分子点群（假定 en整个环在一个平面上）。（11分）丁三稀是C4H4的一种异构体，丁三稀有没有共羯 无键？若有，是几个电子组成的？指出丁三 烯中碳原子的杂化类型。丁三烯中 4个H原子是否共面，它的二氯代衍生物有几种异构体？ 丁三烯及其二 氯衍生物分别属何种分子点群，并确定是否有偶极距和旋光性。七.（14分）铝是我国丰产元素，探明储量居世界之首。铝有广泛用途, 例如白炽灯里支撑鸨丝的就是铝丝；铝钢在高温下仍有高强度，用以制作

7、火箭发动机、核反应堆等。铝是固氨酶活性中心元素，施铝肥可明显提高 豆种植物产量，等等。（2分）铝的元素符号是 42,写出它的核外电子排布式: 并指出它在元素周期表中的位置（4分）铝金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为 136pm,相对原子质量为95.94。试计算 该晶体铝的密度和空间利用率。P =； T =（ 2分）铝有一种含氧酸根Mo x0ylz-（如右图所示），式中x、v、z都是正整数；Mo的氧化态为+6, 。呈-2。可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构：A,所有Mo原子的配位数都是 6,形成MoO6 （1分）铝能形成六核簇合物，如一种含卤离子M0 6Cl84 6个Mo原子形成八面体骨

8、架结构，氯原子以三桥基与与 Mo原子相连。则该离子中 8个Cl离子的空间构型为 （3分）辉铝矿（MoS2）是最重要的铝矿，它在 403K、202650Pa氧压下跟苛性碱溶液反应时，铝便以 MoO42型体进入溶液。，呈正八面体，称为“小八面体”（图 A）；6个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”（图 B）,化学式为MO6O192 ；2个“超八面体”共用2个“小八面体”可构成一个“挛超八面体”（图C）;,化学式为Mo10O284+；D.从一个“挛超八面体”里取走3个“小八面体”，得到的“缺角挛超八面体”（图D）便是本题的MOxOyz 一（图D中用虚线表示的小八面体是被取走的）。MOxOyz-

9、的化学式为 （ 2分）如图所示为八胃酸的离子结构图，请写出它的化学式：在上述反应中硫也氧化而进入溶液，试写出上述反应的配平的方程式；在密闭容器里用硝酸来分解辉铝矿，氧化过程的条件为423K523K, 1114575PA 1823850Pa氧压。反应结果钼以钼酸形态沉淀， 而硝酸的实际消耗量很低 （相当于催化剂的作用） ， 为什么？试通过化学方程式（配平）来解释。三维化学单元练习参考答案.1 .立方P （2分）Ai型（立方面心9堆积（2分）八面体空隙中（2分）Cu2+周围C厂配位数6, Cs+配位数8; C周围Cu2+配位数2, Cs卡配位数4; Cs卡周围C配位数12, Cu2 +配位数8。（

10、3分）.1. 4 4 8 （2 分） CuFeS2 （1 分）与ZnS晶胞相同（图略）（2分）A3型（立方体心9堆积（1分）四面体（1分）1/2（1分）4.31g/cm3 （3 分）三.1. sp3d2杂化（1分）正八面体（1分）Oh （ 1分）2.立方F（1分）A1型（1分）八面体空隙，100%;四面体空隙100% （2分） A1F63 ： （0, 0, TOC o 1-5 h z 0） （1/2, 1/2, 0）（1/2, 0,1/2） （0, 1/2, 1/2） （1 分）；Na+ （1/4,1/4, 1/4）（1/4,1/4, 3/4）（1/4,3/4, 1/4） （1/4, 3/4,

11、 3/4）（3/4, 1/4, 1/4） （3/4, 1/4, 3/4）（3/4,3/4, 1/4）（3/4,3/4, 3/4）（1/2,1/2, 1/2） （0, 0, 1/2）（0, 1/2, 0） （1/2, 0, 0） （ 2 分）210 x4 I 0 5r * = 2,953.晶胞内含4个Na3AlF6单元，Na3AIF6摩尔质量为210g/mol。设晶胞边长为a,则6一口乂皿1仃a=780pm （3 分）四.1. CaCu5 （3 分）Ca 18 （1分） Cu 4配位9个，3配位6个，平均3.6 （2分）六方（1 分） （0, 0, 0）（1/3, 2/3, 0） （2/3, 1

12、/3, 0）（1/2, 0, 1/2） （0, 1/2, 0）（1/2,1/2, 1/2） （2 分）a= 509Pm （1 分）c = 410pm（1 分）6.45g/cm3 （3 分）Cu 126Pm （2 分） Ca 168Pm （1 分）五. 1.（各1分）分子（构型）对称元素点群分子（构 型）对称元素点群菲C2、2 6 vC 2vP4O6 4c3、3c2、6 b dTd碘仿C3、3b vC3v环己 烷（船 式）C2、2 0-vC2VB2H63c2、6 h、2 6 v、iD2hD3hId乙烷（重叠式）C3、3c2、bh、3 bvD3h坏丙烷C3、3c2、 bh、3山乙烷（交叉式）C3、3c2、3总、ID 3dC606c5,10C3,15C2,15bv,i乙烷（任意式）C3、3c2D32.OhD2hC2D3 （各 1 分）3 .有（1分） 3个电子（1分）中间两个sp,旁边两个sp2 （1分） 不共面（1分） 3种（1分）令做电势 C=C=C=C|D2d无偶极距和旋光性C2 有偶极距、无旋光性C2有偶极距和旋光性C2有偶极距和旋光性（6分）六.1. Kr4d 55s1 （1 分）第五周期（0.5分）VI 8族（0.5分）10.3g/cm3