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结构化学- 5 -
近来，Happle用示踪原子35S和18O及动力学模型，研究了SO2的氧化过程，提出了如下机理：
1．(1)、(2)式分别与(3)、(4)、(5)、(6)式中的哪些相当？
2．哪一步骤为SO2氧化反应的控制步骤(即决定反应速度的关键步骤)？ 3．为什么说V2O5在SO2的催化氧化中起了“电子泵”(传输电子的泵)的作用？ 4．根据V2O5的晶格结构特点，图示并说明V2O5催化氧化SO2的过程？ 第九题
金属铜的理想堆积模型为面心立方紧密堆积（CCP），图为金属铜晶胞，设它的边长为a cm。
1．将涂黑了的Cu原子连接起来构成的面在晶体学中称为（1，1，1）面，求（1，1，1）面所截得的Cu占整个（1，1，1）面面积的百分率。
2．在1个盛有CuSO4溶液的电解精内电镀铜，其中阴极经过特殊处理，只有1个（1，1，1）面暴露在电解质溶液中，其余各面均被保护。假设此面面积为bcm2，电镀时电流恒为I。Cu2+在此面上做恒速率均匀沉积，tmin后，有一层Cu原子恰好在阴极上沉积完毕，求这是已沉积的第几层Cu原子？（阿伏加德罗常数为N0，法拉第常数为F）。
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结构化学- 6 -
第十题iv
下面是有关晶体的系列题目
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1．设想从CsCl晶格中除去一半Cs
－
离子，使Cl周围成为四面体配位，这样得到的MX2是 （化学式）结构。
2．根据右图晶体结构，回答：
（1）写出该物质的晶胞类型 （2）写出该物质的化学简式 （大球用A表示，小球用B表示）
（3）中学化学学过这样类型的物质，请举一例写出其化学式，并说明其中键型和1中MX2相同吗？
3．石墨是层状结构，
（1）在石墨中具有三种不同的作用
力，除了共价键，其中 可以解释始末的滑腻感， 可以解释导电、传热的性质；
（2）石墨的化学式可以写成(C2)n，看右图，根据石墨化学式形式写出它的等电子体白石墨的化学式 ；
（3）正象石墨在高温高压下可转化成金刚石结构一样，白石墨在5×106～9×106kPa和1500～1800K下能转变为和ZnS相似的结构，称金刚硼，据测试其硬度 金刚石（大于，小于，等于）
（4）为什么石墨导电而白石墨不导电呢？
第十一题v
3，4－二吡啶二羧酸盐酸盐，结构式为C7H5NO4·nHCl，从水中结晶为一透明的单斜平行六面体，晶胞参数为a＝740pm，b＝760pm，c＝1460pm，β＝99.5o，密度为1.66g/cm3，其单位晶胞必须含有4个羧酸分子，计算晶胞中每个羧酸分子结合的HCl分子数。
第十二题vi ＋＋＋＋
Si4半径41pm，Al3半径50pm，Mg2为65pm，Na为133pm，Ca2为99pm，－＋＋＋O2为140pm。Al3可以取代原子晶体中的Si4，不足的正电荷用等物质的量的Na和
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Ca2补充，当有37.5%的硅被铝原子取代时，则形成中长石。中长石能与水和CO2同时
＋＋
作用发生风化，变成高岭土［Al2Si2O5(OH)4］，同时Na和Ca2以酸式碳酸盐的形式流出来。又知高岭土中硅元素物质的量为反应物中硅元素物质的量的3/5，其余的硅以化合态沉淀物的形式析出。问：
1．写出中长石的分子组成（用化学式表示）；
2．根据你所学的知识说明：为什么铝能部分取代硅？镁能否部分取代硅？为什么？ 3．写出中长石风化成高岭土的离子方程式。并简述该反应为什么能够发生？
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结构化学- 7 -
4．风化后Al为什么不能像Na、Ca2一样被地下水溶解？
5．近年来，由于经济的发展，环境的破坏，岩石（如中长石）的风化速率加快。为什么？
6．某江河流经正长石等花岗岩地区，请你估计一下江水的pH值。
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第十三题vii
这是一个无色透明的片状晶体，电和热的不良导体，非常稳定，不溶于水和稀酸。发现它的Sm掺合物具有很好的光致荧光性质，被制成Ｘ射线荧光增感屏，并被广泛地应用到医用Ｘ射线检验和诊断中。如图晶体结构：请写出最简化学式：
并说明该晶体中，Ba的阴离子配位数为
第十四题viii
化学现象中体现了很多矛盾和统一，值得我们思考： 1．实验式为CsBr3和CsBrCl2的化合物在100℃以下稳定存在且晶面为立方晶格形，这种化合物的存在是否与碱金属只具有正一价相矛盾？为什么？
2．NH4ClO4和HClO4·H2O（高氯酸水合物）的晶体具有相同的正交结构，单胞的体积分别为395A3和370A3。
（1）HClO4·H2O晶体中的阳离子是 （2）这两种晶体在结构上和体积上的相似性进行解释： 第十五题ix
钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂。研究表明在测定温度范围内，LaNiO3具有金属导电性，La2NiO4和LaSrNiO4为P型半导体，电导率与CO氧化活性存在相互对应关系，其大小顺序为：LaNiO3＞LaSrNiO4＞La2NiO4。结构研究表明LaNiO3为正常钙钛矿结构。
1．LaNiO3属于何种晶系？晶胞中各原子（离子）的位置如何？试画出一个晶胞。
2．La2NiO4结构可视为LaO岩盐层与LaNiO3交互出现的层状结构，LaO插入使得LaNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性。CO在这类材料上首先吸附于Ni3＋上的配位活化，然后与表面氧种结合生成CO2，试写出离子方程式（可用最简单离子表示反应各物种）。
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3．与LaSrNiO4相似，钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构，且晶体中Y、Ba、Cu的原子个数比为1︰2︰3，试写出其化学式。 第十五题x
在砷化镍晶体的理想模型中，镍原子和砷原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镍一层砷地相间，右图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是镍原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。且在该晶体中，镍和砷的配位数均是6。
1．确定砷化镍的化学式为： 2．在右图的方框里画出砷化镍的一个晶胞的透视 图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有砷原 子和镍原子（镍原子用大白球，砷原子用小黑球表示）。
3．请分别指出砷和镍的6个配位原子的空间构型。 4．已知砷化镍的晶胞参数为a＝360.2pm，c＝a＝b≠c，c轴向上 500.9pm，计算该晶体的密度。
5．砷化镍晶体具有明显的金属性，试分析原因（已知镍和砷的原子半径分别是125pm和137pm）
第十六题xi
阅读下面四段材料，回答下列问题：
（1）X、Y是同一族的两个元素，它们之间能形成化合物A。在该晶体的理想模型中，X原子和Y原子是分层排布的，一层X一层Y地相间，右图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是X原子投影，黑球是Y原子投影，图中的X原子和Y原子投影在同一平面上，且所投影的原子数目都相同。
（2）X元素只有1种稳定同位素，在地壳中的含量约为8.8%；其单质是银白色金属，有延展性；X的原子半径和离子半径之比约是2.8︰1；X的导电、导热性能强，机械强度较差，化学性质活泼，能与酸、碱、大部分非金属和金属氧化物反应。
（3）Y元素有2种稳定同位素，并有多种同素异形体；Y的原子半径和离子半径之比约是4.9︰1；Y室温时稳定，高温时与许多非金属形成化合物，也可与许多金属形成硬的高熔点稳定化合物。Y用于制高能燃料和合金钢，化合物广泛用于医药、农业、玻璃工业等方面。
（4）X的气态氯化物B和Y的气态氢化物C有具有相同空间构型，其对称要素完
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