清北学堂-化学竞赛练习题

第 15 题 画出配合物 Re[S2C2 (C6H5)2]3 结构，并指出中心离子
的杂化情况。
第 16 题 碳化钙 CaC2 在 1100℃与氮气反应生成单质碳和一种
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钙盐，这种钙盐与 CO2 和 H2O 反应生成含氮 66.64%的一 种 5 原子分子 A 和另一种盐。A 很容易聚合，其二聚体有 多种结构。写出上述反应的方程式，画出 A 的 3 种原子 排布次序不同的二聚体的结构。
第 13 题 配离子[N{(RuCl4(H2O)}2]3-中两个中心离子及桥连配
体是直线形，若水分子看成一个整体，该离子有五个镜面， 画出其结构。
第 14 题 化学家在羰基原子簇化合物方面进行过许多研究，曾
经制得过多种原子簇化合物。一种含 Fe 元素的原子簇 Fe4C(CO)n 是由 Fe 和 C 原子形成多面体骨架，CO 在骨 架外配位，在骨架内相邻 2 个原子之间形成正常的双电子 键，Fe 原子满足 18 电子规则，骨架结构没有 C3 轴（考 虑骨架对称性时可不考虑 CO 配体）。画出骨架结构，求 出 Fe4C(CO)n 中的 n 值。
Fe 满足 18 电子规则，画出[(CO)2Fe(2－L)2Fe(CO)2]的结 构简图。
9-2 在 冰 醋 酸 热 溶 液 中 ， 用 KMnO4 氧 化 Mn(CH3COO)23H2O，得到含 3 个 Mn(III)离子的络离子 A+，A+中的 CH3COO- 2 个氧原子都配位、每个 Mn(III) 离子各有 1 个水分子与之配位，络离子有三重旋转轴。写
出生成 A+的方程式，用 O O 表示 CH3COO-, 画出 A+ 的结构简图。
9-3 减压蒸馏不带结晶水的醋酸锌，得到一种结晶 形的中性配合物 X，配合物 X 由 4 个 Zn 离子与配体形成，
具有 4 个三重旋转轴。写出生成 X 的方程式，用 O O 表 示 CH3COO-, 画出 X 的结构简图，并指出上述配合物是 顺磁性还是抗磁性。
3-2 若用 O 式；
O 表示 CH3COO-配体，画出 A 的结构
3-3 写出生成 A 的化学反应方程式。
第4题
有 机 配 体 C9H7- 可 以 和 金 属 镍 形 成 配 合 物
[Ni(C9H7)(NO)n]，在该配合物中
_
Ni-NO 在一条直线上。指出上述
配合物中的 n 是多少，画出配合
物的结构(氢原子可忽略)，并指出 Ni 的氧化态。C9H7-的
第6题 镍 是 银白色金属，质地坚硬，具有磁性和良好的可塑
性。有很好的耐腐蚀性，耐强碱，在空气中不被氧化，在 稀酸中可缓慢溶解。金 属 镍 主 要 用 于 电 镀 工 业 ，镀 镍 的 物品美观、干净、又不易锈蚀。极细的镍粉，在化学 工 业 上 常 用 作 催 化 剂 。 镍能形成许多配合物，常见的是 四配位的配合物。
用 A 表示，求出该四
方形分子管的化学
式，指出镍的氧化态，
写出二氰胺根 N(CN)2-
离子的大

m n
键。
第7题 下图是两种配体与镉Cd形成的配合物的晶胞立体图,
H C
Cd
N S
图中各个原子上标上了元素符号。该晶体的晶胞参数为: a=7.732 Å, b=14.811 Å, c=8.715 Å, =90.00°,=104.01°, =
5-2 铝和某些醇形成的配合物 Al(OR)3 一般以聚合形 式存在。例如异丙醇与铝形成的配合物 Al(OR)3 就聚合成
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[Al(OR)3]4，这 4 个 Al 原子处于两种不同的化学环境，配 位数都是偶数。为了画图简单，可以以 O 表示异丙醇与 铝形成的配合物 Al(OR)3 中的 RO-离子，画出该配合物的 合理结构。
分数分别为：N 85.12%, H 4.38%, X2–由周期表中同周期
的两种相邻元素形成，其结构是 2 个成键原子连接 2 个化
学环境相同的环，写出制取 A 的化学反应方程式（阴离
子用 X2–表示），画出 X2–的结构。
8-2 当冠醚中的氧被氮取代时，可以制得配位性能很
好的穴状配体，右图就是一种穴状 配体。当该穴状配体与同一主族相
结构如右图。
第5题 铝是我们比较熟悉的金属，其化合物我们经常接触。
矾就是铝和其他正离子与 SO42-离子形成的带结晶水的复 盐，一般写成 MAl(SO4)2·12H2O。
5-1 在炸油条时，一般加入矾和小苏打，起到起泡的 作用。有些不法商贩炸出的油条有很重的氨气味，写出这 种情况下炸油条时矾与小苏打反应的离子方程式。
6-1 配合物[Ni(en)2]2+在丙酮中 333 K 回流 36 小时， 得到一种含 14 元环有一定对称性的有机配体，配体中所 有配位原子都在同一个环上，画出该配体与镍形成配合物 所有可能的结构。
6-2 邻氨基苯甲醛与 Ni2+生成了 16 元环的环状配合 物，该配合物具有 C4，请画出该配合物的结构。
(1)为什么四方反棱柱的配合物比立方体的同种配合 物稳定？
(2)试画出 MX6Y2（X、Y 为单齿配体，M 为中心体） 立方反棱柱有几种几何异构体？若 X, Y 看成球形，指出 各种异构体所属点群。
(3)一般来说，若某种分子的几何构型不存在对称面或 对称中心，那么这种几何构型一定存在旋光异构体。试判 断上面的立体异构体中，有几种存在旋光异构体？
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第9题
9-1 实验证实，Fe(CO)5 与乙炔在光照条件下生成了 新的络合物 A，其结构如
图。同时 Fe(CO)5 与乙炔 O
O
在光照条件下也生成了电
A 中 性 络 合 物 [(CO)2Fe(2 －
L)2Fe(CO)2]，该配合物有
Fe (CO)3
对称中心、1 个二重旋转轴和 1 个镜面，没有 Fe－Fe 键，
为[NH3]的氨溶液中形成配位数从 1 到 n 的 n 种配合物， 用 K1, K2, ……, Kn 分别表示配合物的逐级平衡常数， M(NH3)、M(NH3)2、……、M(NH3)n 的总平衡常数表示为 β1=K1, β2=K1K2, ……, βn= K1K2……Kn，若溶液中金属离子 的分析浓度为 cM，试推求出溶液中各物种的平衡浓度[M]、 [M(NH3)]、[M(NH3)2]、……、[M(NH3)n]；已知 Cd2+与 NH3 形 成 配 合 物 的 β1=447, β2=5.63×104, β3=1.55×106, β4=1.32×107 ， 当 Cd2+ 的 分 析 浓 度 为 1.000 mol L-1, [NH3]=0.1 mol L-1, 求溶液中[Cd(NH3)2]2+、[Cd(NH3)4]2+ 的平衡浓度。
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第 11 题 画出[Mo2O4(C2O4)2(H2O)2]2-具有对称中心的可能结
构(Mo 是 6 配位的，用 O︵O 表示 C2O42-)，要体现出钼之 间是否成键。
第 12 题 减压蒸馏不带结晶水的醋酸锌，得到一种结晶形的
中性配合物 X，配合物 X 具有 4 个三重旋转轴，写出生成 X 的方程式，用 O︵O 表示醋酸根，画出 X 的结构简图。
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性的？
8-3 有一种 AB 型碱金属盐的阴离子，含元素 N、C、
O、H 式量为 73.038，其质量分数分别为：N 38.36%, C
16.64%, O 43.81%。计算求出该阴离子的化学式，画出对
称性高的阴离子所对应的能量最低结构的三种共振式(带
形式电荷的需标出，孤对电子可以不画)，并指出各种不
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90.00°。 7-1 该晶体属于什么晶系？ 7-2 画出两种配体的结构简式。 7-3 写出配合物的化学式。 7-4 指出Cd的氧化数。 7-5 计算该晶体的密度。
第8题
氮是我们最熟悉的元素之一，在自然界中广泛存在，
在生物体内亦有重要作用，是组成氨基酸的基本元素之一。
氮在地壳中的含量很少，自然界中绝大部分的氮是以单质
NMe MeN
邻的 2 种元素 M1 和 M2 的单质在 N 乙二氨溶液中反应后生成离子化 合物 Y，Y 中相对原子质量较小的
N
N
N
Me Me
NMe MeN
M1 离子的最外层电子排布是 3s2。写出 M1 和 M2 的元素
符号及 M2 离子的最外层电子排布，并回答该穴状配体中
的 NMe 能否用 NH 代替，为什么？Y 是顺磁性还是抗磁
分子的形式存在于大气中。

8-1 肼及其衍生物是重要的高能材料。人们曾经制得
一种高能物质 A，该物质是肼的盐，其中的阴离子是 X2–。
制取 A 的过程是：将肼的硫酸盐与 BaX 在溶液中反应，
生成的产物经过滤后在 373K 通过真空蒸出杂质后得到。
A 由 3 种元素组成化学式量为 230.24, 其中 N、H 的质量
第 10 题 1939 年 J.L. Hoard 等 发 表 了 关 于 配 合 物
K4[Mo(CN)8]·2H2O 的经典论文，第一次证实了八配位配 合物的存在。用小黑点·表示 CN-离子，画出[Mo(CN)8]4中配位多面体的结构（将相邻配体用线连接起来，以显示 出配位多面体的结构）；已知钼离子中的电子占据 dxy 轨道， 画出中心离子 d 轨道分裂的能级图，并标上 d 轨道的符号。
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化学竞赛练习题
第1题 某分子由 C、Cl、Zn 三种元素组成，其中 Zn 元素的
空间位置完全等价。分子中 C 处于由 6 个 Zn 组成的八面 体的中心；Zn 处于由 1 个 C 和 5 个 Cl 组成的八面体的中 心。
1-1 写出满足上述条件的分子的化学式； 1-2 分子的对称性与下列哪些分子相同：IF5，立方烷， 甲烷，XeF4，SF6 1-3 分子中有几种不同化学环境的原子？