化学竞赛试题.docx
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化学竞赛试题
1
1
1
1
oo
对称性和VSEPR
A组
B组
1.IO
6
5-
中的I是采用何种形式杂化
Ad
2
sp
3
Bsp
3
dCdsp
3
Dsp
3
d
2
2.下列分子或离子为平面四边形构型的是
AICl
4
BClO
4
-
CBrF
4
+
DSF
4
3.ClO
3
F的结构属于
A线型
B平面四边
C平面三角
D四面体
4.XeF
2
和PCl
5
两种分子没有极性,而XeO
3
分子则是极性分子,试画出这三种分子
的结构。
5.磷的氯化物有PCl
3
和PCl
5
,氮的氯化物只有NCl
3
,为什么没有NCl
5
?
白磷在过
量氯气(其分子有三种不同的相对分子质量)中燃烧时,其产物共有几种不同分子。
6.在立方体中找出4根三重轴,3根四重轴和9个镜面。
C组
7.HCN和CS2都是直线型分子,请写出它们的对称元素。
8.写出H
3
CCl分子中的对称元素。
9.写出三重映轴S
3
和三重反轴I
3
的全部对称操作。
10.写出四重映轴S
4
和四重反轴I
4
的全部对称操作。
11.写出σ
xz
和通过原点并与x轴重合的C2
轴的对称操作C2
1
的表示矩阵。
12.用对称操作的表示矩阵证明:
(a)C
1
1(x)
σ
xy
=i(b)C2(x)
C2(y)
=C2(x)
(c)σ
yzσ
xz=C2(x)
13.写出ClHC=HCl(反式)分子的全部对称操作及其乘法表。
14.写出下列分子所归属的点群:
HCN,SO3,氯苯(C6H5Cl),苯(C6H6),素(C10H8)。
15.判断下列结论是否正确,说明理由。
(a)凡直线型分子一定有C∞
轴。
(b)甲烷分子有对称中心。
(c)分子中最高轴次(n)与点群记号中的n相同(例如C3h(d)分子本身有镜面,它的镜像和它本身全同。
中最高轴次为3)。
16.联苯C6
H
5
-C6
H
5
有三种不同构象,两苯环的二面角(α)分别为:
(a)
α=0(b)α=90,(c)0<α<90,试判断这三种构象的点群。
17.SF
5
Cl分子的形状和SF
6
相似,试写出它的点群。
18.画一立方体,在8个项角上放8个相同的球,写明编号。
若:
(a)去掉2个球,(b)去掉3个球。
分别列表指出所去掉的球的号数及剩余的球构成的图形所属的点群。
19.判断一个分子有无永久偶极矩和有无旋光性的标准分别是什么?
20.作图绘出Ni(en)(NH
3
)
2
Cl
2
可能的异构体及其旋光性。
21.由下列分子的偶极矩数据,推测分子的立体构型及其点群。
第1页共24页
-30
-30
-30
-30
-30
-30
-3
(a)C
3
O
2
(μ=o)(b)SO
2
(μ=25.40×10C·m)
(c)N≡C-C≡N(μ=0)(d)H-O-O-H(μ=6.9×10C·m)
(e)O
2
N-NO
2
(μ=0)(f)H
2
N-NH
2
(μ=6.14×10C·m)
(g)H
2
N--NH
2
(μ=5.34×10C·m)
22.指出下列分子的点群、旋光性和偶极矩情况:
(a)H3C-O-CH(c)IF
5
3
(b)H3C-CH=CH(d)S8(环形)
2
(e)ClH
2
C-CH
2
Cl(交叉式)(f)
23.下表列出4对化学式相似或相同但偶极矩不同的化合物,试阐明每一对中两个化合物在几何构型上的主要差异。
24.已知-Cl的偶极矩为5.17×10C·m,-CH
3
的偶极短为
-1.34×10C·m。
试推算邻位(o-)、间位(m-)和对位(p-)的C6
H
4
ClCH
3
的
偶极矩,并与实验值(4.15×10
-30
,5.94×10
-30
和6.34×10
-30
)C·m相比较。
25.水分子的偶极矩为6.17×10
-30
C·m,而F2O的偶极短只有0.90×10
-30
C·m,
它们的键角值很相近,试说明为什么F2O的偶极短比H2O的偶极矩小很多。
26.试判断硝酸根和亚硝酸根离子中O-N-O的键角?
27.POCl
3
是一个不规则的四面体结构,其中P原子处于中心。
Cl-P-Cl键角是
103.5°。
试对该结构偏离正四面体结构给出定性的说明?
28.八面体配位的Fe(C
2
O
4
)
2
-
3
有哪些异构体?
属什么点群?
旋光性情况如何?
29.利用下表所列化学键的摩尔折射度数据计算CH
3
COOH分子的摩尔折射度R。
实验测得醋酸的折射率n为1.3718,密度d为1.046g·cm,根据这些实验数据计算R的实验值,并与理论计算值比较。
30.用C2v
群的元进行相似变换,证明4个对称操作分四类。
[提示:
选群中任意一
第2页共24页
-1
SC
,CH
和CH
+
,IF,SbF
个操作为S,逆操作为S,对群中某一个元(例如C2
1
)进行相似变换,若
-11
2
S=C
2
1
,则Cl
2
1
自成一类。
]
31.用C3v
群的元进行相似变换,证明6个对称操作分3类。
32.试述红外活性的判据。
33.试述Raman活性的判据。
34.将分子或离子:
Co(en)
3
3+
,NO
2
+
,FHC=C=HF,(NH2)2CO,C60,丁三烯,
B(OH)3,N4(CH2)6等按下列条件进行归类:
(1)既有极性又有旋光性;
(2)既无极性又无旋光性;
(3)无极性但有旋光性;
(4)有极性但无旋光性。
35.根据电子对间相互排斥和中心原子的杂化轨道理论说明下列各分子或离子的键角:
①Cl
2
O②)ClO
2
③Cl
2
O
7
I
3
-
36.写出CH
3
+
、C5
H
5
N、Li
4
(CH
3
)
4
、H
2
C=C=C=CH
2
、椅式环乙烷、XeOF
4
等分
子所属的点群。
37.正八面体6个顶点上的原子有3个被另一种原子取代,有几种可能的方式?
取代产物各属于什么点群?
取代产物是否具有旋光性和仍极矩?
38.利用价电子对互斥理论说明下列分子的形状:
XeF
4
,XeO
4
,XeO
3
,XeF
2
和XeOF
4
。
39.写出下列各物质的电子点阵式,并说明其分子的几何结构。
①ICl
3
;②XeF
2
40.利用价电子对互斥理论说明AsH
3
,ClF
3
,SO
3
,SO
3
2-+-
33
等分子和
离子的几何形状,并指出哪些分子有偶极矩。
41.画出下列分子中孤对电子和键对电子在空间的排布图:
(a)
IC1
2
-
,N
2
O;(b)H
3
O,BrF
3
,NF
3
;(c)ICl
4
++-
44
,XeO
2
F
2
;(d)
IF5,XeF
5
+
。
42.对下列分子和离子:
CO2,NO2
+
,NO2,NO2
+
,SO2,ClO2,O3等,判断它们
的形状,指出中性分子的极性,指出每个分子和离子的不成对电子数。
43.已知硫和氯以不同的性质形成S
2
Cl
2
、SCl
2
和SCl
4
。
试画出这些分子的Lewis结
构式,并用VSEPR理论预测它们的形状?
44.PCl
5
有三角双锥形结构,而IF
5
有正方锥形结构。
试说明造成这种差异的原因?
45.试判断I
3
-
的结构?
46.求算下面各物质中中心原子的VSEPR数分别为多少(提示:
首先画出它们的
Lewis结构)?
(1)SO
2
(2)SO
3
(3)SO
3
2-
(4)SO
4
2-
(5)SF
6
(6)S
3
2-
47.指出下面各物质的VSEPR数、形状和键角?
(1)XeF
4
,
(2)XeO
3
,(3)XeF
2
48.下列哪些分子或离子是直线形的(即所有键角为180°)
(1)OF2
(2)HCN(3)H2S(4)CO2(5)IF
2
-
49.下面哪些分子或离子具有弯曲构形?
(1)BeCl
2
(2)HOCl(3)HO
2
-
(4)NH
2
-
(5)N
3
-
50.下面哪些分子或离子是平面形?
第3页共24页
、SO
、IO
、BrO
、CO
、PO
(1)BF
3
(2)XeO
4
(3)NO
3
-
(4)C2
H
2
(5)HN
3
51.下列哪些分子或原子有偶极矩?
(1)CH
2
Cl
2
,
(2)顺-C2
H
2
Cl
2
(3)反-C2
H
2
Cl
2
(4)CH
2
CCl
2
(5)SF
4
(6)XeF
4
(7)C2
F
4
(8)H
2
SO
4
(9)NH
4
+
(10)N
2
H
4
(11)NCl
3
52.如果不考虑氢原子,你认为下列分子或原子中哪些是平面的结构?
(1)CH3CHCHCl,
(2)HNO3,(3)H2PO4
-
,(4)SOCl2,(5)C6H5OH(苯酚)
53.填表:
分子或离子
NO
2
SO
3
NH+
TeCl
4
IF
5
中心原子杂化类型
中心原子孤电子对数
分子中σ键数
分子中π键数
分子形状
54.画出下列分子的点电子图,以及相同结构的一种离子的点电子图,即与分子具有相同的几何构形和同数目的共享电子和未共享电子。
(1)CH4
(2)F2(3)HNO3(4)CF4(5)He
(6)NH3(7)SO2(8)N2O4(9)N2(10)CS
2
55.已知ClO
3
-2---333
、XeO
3
互为等电子体,为什么不包括PO
3
3-
在内?
56.已知NO
3
-2-
3
互为等电子体,为什么不包括SiO
3
2
-3-
3
?
57.试讨论含22个价电子的C2
O
2
2-
、N
2
O
2
、CO
3
、N
2
S
2
系列分子与离子的结构式。
58.下列分子和离子中原子的连接顺序如下:
(1)F-N-O,
(2)N-S-F,(3)H-N-C-N-H,(4)H-N-C-O,(5)H-C-N-O,(6)S-C-N-CH3,(7)S-C-N-SiH3,
(8)H-N-N-N,(9),(10),
(11),(12),(13)
写出它们的结构式,说明分子的几何构型和分子所属的点群。
59.试用价层电子对互斥理论,判断下列分子或离子的空间构型:
SO
4
2-
、SF2,SF4,XeF4,NO2,NO2
-
,P
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- 化学 竞赛 试题