中学化学竞赛试题 - 化学键和分子结构 

中学化学竞赛试题——化学键和分子结构

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1．有一种多聚硼酸盐为无限网状结构（如右图）：

－

其结构的基本单元可表示为(B5On)m，则m＝ 、 n＝ 。

－

2．叠氮化合物在化学工业上有其重要应用。N3叫做叠氮离子，

－

请写出由三个原子构成的含有同N3相同电子数的微粒的化学式（三种） 。

3．下列分子结构图中的大黑点表示原子序数小于10的元素的“原子实”（指原子除去最外层电子的剩余部分），小黑点表示没形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。其中分子结构图与化学式关系错误的是

A C

（NH3） B（C3H4O） D

（HCN） （BF3）

4．根据热化学方程式：S（s）＋O2（g）＝SO2（g） △H＝－297.23kJ。分析下列说法中正确的是

A S（g）＋O2（g）＝SO2（g），△H＝－Q，Q值大于297.23kJ B S（s）＋O2（g）＝SO2（s），△H＝－Q，Q值小于297.23kJ C 1mol SO2的键能总和大于1mol S和1mol O2的键能之和 D 1mol SO2的键能总和小于1mol S和1mol O2的健能之和

5．三硫化四碳分子的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了八个电子的结构。在一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是

A 7个 B 9个 C 19个 D 不能确定

＋＋

6．已知[Co(NH3)6]3呈正八面体结构：各NH3分子间距相等，Co3位于正八面的中心。

－＋

若其中二个NH3分子被Cl取代，所形成的[Co(NH2)4Cl2]的同分异构体的种数有

A 2种 B 3种 C 4种 D 5种

7．SF6是一种无色气体，具有很强的稳定性，可用于灭火。SF6的分子结构如图3－3所示，呈正八面体型。如果F元素有两种稳定的同位素，则SF6的不同分子种数为

A 6种 B 7种 C 10种 D 12种

8．某共价化合物含碳、氢、氮三种元素，分子内有四个氮原子，且四个氮原子排列成内空的四面体（如白磷结构），每两个氮

原子间都有一个碳原子。已知分子内无碳碳单键，也没有碳碳双键，则该化合物的分子式为

A CH8N4 B C6H12N4 C C6H10N4 D C4H8N4 9．关于氢键，下列说法正确的是 A 每一个水分子内含有两个氢键 B 冰、水中都存在氢键

C 分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高

D H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致

－＋－

10．将O2经过适当的化学反应可制得O2、O2、O22的化合物，四种微粒中原子间距离最小、键能最大的是

＋－－

A O2 B O2 C O2 D O22

－

11．S2O32合理的共振结构式总数为 A 3 B 6 C 11 D 12 12．BF3的合理的共振结构式总数有 A 2 B 3 C 4 D 6

13．下列有关HOCN分子的共振结构中，最稳定的是 A H－O＝C＝N B H－O－C≡N C H－O≡C－N D H＝O－C＝N

14．假定CH3是平面结构，并且在外磁场中处于平衡，不成对电子处在什么原子轨道上？

A 2s B 2px C 2py D 2pz

－

15．IO65中的I是采用何种形式杂化

A d2sp3 B sp3d C dsp3 D sp3d2 16．下列分子或离子为平面四边形构型的是

－＋

A ICl4 B ClO4 C BrF4 D SF4 17．ClO3F的结构属于

A 线型 B 平面四边 C 平面三角 D 四面体 18．下列各组物质中，键长最短的是

＋－

A O3 B O2 C O2 D O22

19．下列各组物质中，都含有两个π3的是

－－

A N2O，CO2，N3 B N2O，NO2，N3

－

C N2O，CO2，NO2 D NO2，CO2，N3 20．N2O4中存在着

A 一个π3 B 两个π3 C 一个π6 D 两个π6 21．估计下列分子或离子中键角最小的是

－

A NH3 B NO3 C NH3 D NCl3 22．在下述化合物中，最可能有偶极矩的是

A CS2 B H2S C SO3（g） D CCl4 23．下列分子中，最不容易聚合的是

A N2O5 B BeCl2 C AlCl3 D NO2 24．下列物质中，在水中溶解度最小的是 A LiF B NaF C KF D CsF 25．以下各组指定微粒构成正八面体顶点的是 A 乙烷分子中的氢原子 B XeF6分子中的F原子

＋－

C NaCl晶体中与一个Na最近的Cl

44488D NaCl晶体中与一个Na最近的Na

＋－

E CsCl晶体中与一个Cs最近的Cl

＋＋

F CsCl晶体中与一个Cs最近的Cs

G P4在少量O2中燃烧产物分子中的O原子 H 高碘酸根离子中的O原子

26．科学家经过数学计算后，认为可能存在H3分子，1996年科学家在宇宙中发现了H3分子。假定，这三个氢原子的成键情况完全相同，则H3的几何形状应是 ；如果只有两个氢原子的成键情况相同，则H3的几何形状应是 。

27．碘在不同溶剂中呈现紫色、棕色……一般认为溶液呈紫色的表明溶解了的“碘分子”并未和溶剂发生很强的结合。

已知不同温度下，碘在石蜡油中的溶液呈紫色或棕色。请回答

温度低时溶液呈 色，温度高时溶液呈 色，因为

＋－

28．CH3、CH3－、CH3都是重要的有机反应中间体，它们的电子式分别是 ，

＋

其中CH3中四个原水是共平面的，三个键角相等，则键角应是 。

29．为研究分子极性问题，设计如下实验：

（1）让蒸馏水通过酸式滴定管慢慢下流如线状，将摩擦带电的玻璃棒靠近水流，发现水流的方向发生偏转，说明水分子是： ；

（2）把盛在玻璃容器中的蒸馏水置于强磁场的两极之间，蒸馏水的体积： （填写增大、缩小、不变），这是因为 。

30．已知气态氯化铝分子以双聚形式存在，其结构如下图所示：

＋＋

图中“Cl→Al”表示Cl原子提供了一对电子与Al原子共享。又，已知硼酸H3BO3

为白色固体，溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸。可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元酸的原因。请写出下面这个方程式右端的两种离子的表达式：

＋H2O ＋

31．氢键是一个氢原子在两个强电负性原子之间所架的桥，它以共价键和其中一个原子结合，又以纯粹的静电力与另一个原子结合，因此它比一般的偶极－偶极作用强得多，所以对化合物的沸点和溶解度影响很大。

下列化合物中，你预计哪些是缔合液体？画出其可能存在的氢键的结合方式。 ①CH3OH ②CH3OCH3 ③CH3F ④CH3Cl ⑤CH3NH2 ⑥(CH3)2NH ⑦(CH3)3Al 32．B4Cl4是一种淡黄色并具有挥发性的固体比合物，在70℃以下，它存在于真空中。

－

结构测定表明，该化合物中每个氯原子均结合一个硼原子，其键长都是1.70×l010米；任

－

意两个硼原子之间为1.71×1010米。试根据上述性质和参数画出B4Cl4分子的空间构型。

33．某文献指出“氯化铝、四氯化铅为共价化合物”，请设计一简单实验证实该说法的正确性。

34．XeF2和PCl5两种分子没有极性，而XeO3分子则是极性分子，试画出这三种分子的结构。

35．磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯化物只有NCl3，为什么没有NCl5？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。

36．在气态二氯化铍中有单体BeCl2和二聚体(BeCl2)2；在晶体中变形成多聚体(BeCl2)n。试画出各种存在形式的结构简图，并指出Be原子的杂化轨道类型。

37．写出符合下列条件的相应的分子或离子的化学式： （1）氧原子用sp3杂化轨道形成两个σ键 。

（2）氧原子形成一个三电子π键 ，氧原子形成两个π键 。

（3）硼原子用sp3杂化轨道形成三个σ键 ；硼原子用sp3杂化轨道形成四个σ键 。

（4）氮原子形成两个π键 ；氮原子形成四个σ键 。 38．填表： 分子或离子 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 NO2 SO3 NH4 ＋ TeCl4 IF5 39．XeF8是一种尚未合成的化合物，预测它的空间构型 ；F有二种同位素，则XeF8有 种不同分子。（不计顺反异构和旋光异构）

40．在P4O10分子中，P－O键长有两个数值，它们相差23pm，而P4S10中P－S键长也有两个数值，但只差13pm。

41．试确定下列各组是否为共振结构：

（1）（2）（3）（4）

－

－

－

－

－

42．已知ClO3、SO32、IO3、BrO3、XeO3互为等电子体，为什么不包括PO33在内？

43．丁二烯是一个平面形分子，试确定它的成键情况。

44．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：

－－＋－－

SO42、SF2，SF4，XeF4，NO2，NO2，PCl4，AsF5，AlF63，SbF52。

45．判断下列分子或离子的几何构型，并说明未给出偶极矩数据的那些分子或离子是否是极性的：

－－＋

m）①SF6；②ClF3；③ICl4；④H2N－NH2（μ＝6.14×1030C·；⑤NO2；⑥(CH3)2SnF2；

⑦XeF4；⑧PF5；⑨SF4；⑩；⑾m）（μ＝5.0×1030C·；⑿

（μ＝0）

46．为何下列各对分子的偶极矩明显的不同？请说明理由。

－

（1）OF2（μ＝1.00×1030C·m），BeF2（μ＝0）

－

（2）PF3（μ＝3.43×1030C·m），BF3（μ＝0）

－

（3）SF4（μ＝2.00×1030C·m），SnF4（μ＝0）

－－

（4）NH3（μ＝4.93×1030C·m），NF3（μ＝0.67×1030C·m）

－－－－

47．已知NO3、CO32互为等电子体，为什么不包括SiO32、PO33？

－

48．试讨论含22个价电子的C2O22、N2O2、CO3、N2S2系列分子与离子的结构式。 49．(CH3)2NPF2与BF3、BH3都生成加合物，试判断BF3和BH3分别与(CH3)2NPF2中的何种原子结合？为什么？说明键合的化学键类型。

50．一氧化二氮又名笑气，在室温下不活泼，有麻醉作用。试写出一氧化二氮的共振结构与形式电荷，并指出分子的几何构型。

51．金属铌能与卤素形成簇状化合物，下图所示为三种NbaXb的结构单元。它们的共同特点是六个Nb原子形成八面体骨架，卤原子通过双桥基（－X－）或三桥基（

）

与Nb原子相连，结构单元之间通过双桥基相连。请据图写出以下三个物质的化学式：

52．(SN)n是最早发现的无机高分子化合物（分子量很大的化合物），n是一个很大的整数。由许许多多(SN)n分子组成的晶体，有各向异性的结构特点，最典型的是，从晶体两个相互垂直的方向上，室温下测定其导电率，其相差竟在2个数量级上。回答下列问题：

（1）已知(SN)n由S2N2聚合而生成，在S2N2中，S和N的化合价数值视为相同，则S2N2分子结构是 （请画出）。

（2）上述晶体属于 （填晶体类型），理由是 。 （3）(SN)n分子的几何形状，是平面型，立体型，还是线型？ ，理由是 。

53．硫有许多同素异形体，在低温下用浓盐酸分解硫代硫酸钠时，在甲苯中结晶，得环状分子S6。S6分子中S原子的杂化类型是什么？分子中是否存在π键？S6是否有同分异构体？画出S6分子的结构式。

54．二元分子的极性决定于组成原子电负性差，故可预测CO的分子的极性NO大，但实验发现CO分子的极性比NO的极性小30%，试对这一事实给出可能的解释；