2008年清北学堂化学竞赛试卷2答案.doc

2008年清北学堂化学竞赛试卷2答案 第一题 25. (1) (2) P—F键级：(2+1+1)/3 = 4/3（后三个共振结构式），所以P—F键级为1～4/3。 (3) P原子sp3杂化，与H原子和3个F原子形成四个σ键，F原子的孤电子对占有P原子的3d空轨道，形成d—pπ键。（或者，P原子的3d空轨道与3个F原子的2p占有电子对的轨道重叠成离域π键。注：p、d轨道形成离域π键不要求原子必须共面，这是由于p轨道与d轨道的“肩并肩”重叠不限制与一个方向。） 第二题 (1) Ca2+：，C22–：，化学式为CaC2。 (2) 一个晶胞中所含的化学式单位的数目为4。 (3) C2基团中C—C键长＝c－2×0.406c＝0.188×6.37＝1.20 ?。 (4) dCa—C＝ ?。 (5) 第一种最短的非键C((((((((C间距离=?，第二种最短的非键C((((((((C间距离=2.17?， (6) 这一结构与NaCl型离子化合物的结构密切相关。由于(C—C)2－沿c轴方向排列，使c轴变成6.37 ?（3.87 ?），即从立方变成了四方晶胞。 第三题 在立方最密堆积中，球数=个，正四面体空隙数(×)=8个，正八面体空隙数(Δ)=1+12×= 4个，∴球数﹕正四面体空隙﹕正八面体空隙 ＝ 4﹕8﹕4 = 1﹕2﹕1。空间利用率=  在六方密堆积中，球数﹕正四面体空隙﹕正八面体空隙=1﹕2﹕1。可以用两种方法证明：第一种方法：六方密堆积是ABABAB……堆积而成的，而在AB密置双层中，球数﹕正四面体空隙﹕正八面体空隙 = 2﹕2﹕1，由于每一层都为上下两层共享，∴球数相当于计算了2次。∴在六方密堆积中，球数﹕正四面体空隙﹕正八面体空隙 = 1﹕2﹕1。第二种方法：在六方晶胞中，球数= 个，正四面体空隙= 个，正八面体空隙=2个，故证得。空间利用率= ∴空间利用率= = 0.425 0.414；∴Ti3+离子应填入由Cl–离子围成正八面体空隙。由于Cl–离子采取六方密堆积排列，∴Cl–离子数﹕正八面体空隙＝1﹕1，而Ti3+﹕Cl– = 1﹕3，∴Ti3+离子占正八面体空隙的占有率为1/3。Ti3+离子填入空隙的可能方式有3种，从第14题(2)中可知，由三个不同取向晶胞拼成的六方棱柱图形中有六个正八面体空隙(Δ)，这六个正八面体空隙构成了三角棱柱，要排两个Ti3+离子（3﹕1），显然有三种： 第四题 (1) 正四面体结构有：NH4+、SO42–，三角锥型有：NH3、SO32–， 所以A可能为Cu(NH4)SO3或Cu(NH3)SO4，但A是反磁性的，Cu2+是顺磁性，而Cu+是反磁性，故A为Cu(NH4)SO3。 (2) Cu(NH3)42+ + 3SO2 + 4H2O 2Cu(NH4)SO3( + SO42– + 6NH4+ (3) 2Cu(NH4)SO3 + 2 H2SO4 CuSO4 + Cu + 2SO2 + (NH4)2SO4 + 2H2O (4) 50％ (5) 100％ 因为 ，如此循环，趋向于100％。 第五题 第六题 Pt(NH3)2Cl2: 第七题 (1) 3–羟基丁酮 (2) 5–溴己醛 (3) (E)–4–甲基–4–己烯–1–炔–3–酮 (4) (E)–4–甲基–5–苯基–4–己烯–3–酮 (5) 5–甲基–3–氧代–1–己醇 (6) (Z)–3–己烯二醛 (7) 2–环己烯–1–酮 第八题 . A: B: C: 第九题 第十题 3