结构化学-考卷及答案

第1页共22页考试A卷课程名称结构化学一、选择题(每小题2分,共30分)得分评卷人1.在长l=2nm的一维势箱中运动的He原子，其deBroglie波长的最大值是：------------()(A)1nm(B)2nm(C)4nm(D)8nm(E)20nm2.立方势箱中的粒子，具有E=的状态的量子数。则nx、ny、nz可以是------------()(A)211(B)231(C)222(D)2133.下列哪几点是属于量子力学的基本假设：-----------()(Ａ)描写微观粒子运动的波函数必须是正交归一化的第2页共22页(Ｂ)微观粒子运动的可测量的物理量可用线性自轭算符表征(Ｃ)微观体系的力学量总是测不准的，所以满足测不准原理(Ｄ)两个自旋电子相同的电子不能占据同一轨道4.描述微观粒子体系运动的薛定谔方程是：------------()(A)由经典的驻波方程推得(B)由光的电磁波方程推得(C)由经典的弦振动方程导出(D)量子力学的一个基本假设5.对氢原子和类氢离子的量子数l，下列叙述不正确的是------------()(A)l的取值规定m的取值范围(B)它的取值与体系能量大小有关(C)它的最大可能取值由解方程决定(D)它的取值决定了|M|=)1(ll6.对于氢原子和类氢离子的径向分布曲线D(r)―r图，下列叙述错误的是-----------()(A)径向峰数与节面数都与n、l有关(B)核周围电子出现的几率为0(C)l相同，n愈大，则最高峰离核愈远(D)最高峰所对应的r处，电子出现几率密度最大7.用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数(n,l,m,ms)中，哪一组是合理的?-------------()(A)（2，1，-1，-1/2）(B)（0，0，0，1/2）(C)（3，1，2，1/2）(D)（2，1，0，0）8.在S轨道上运动的一个电子的总角动量为：------------------()(A)0(B)h21(C)h23(D)h23第3页共22页9.通过变分法计算得到的微观体系的能量总是：-----------------()(A)大于真实基态能量(B)不小于真实基态能量(C)等于真实基态能量(D)小于真实基态能量10.对于分子轨道的定义，下列叙述中正确的是：-----------------()(A)原子轨道线性组合成的新轨道(B)分子中所有电子在空间运动的波函数(C)分子中单个电子空间运动的波函数(D)分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)11.下面说法正确的是：-----------------()(A)如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心(B)分子中若有C4，又有i，则必有σ(C)凡是平面型分子必然属于Cs群(D)在任何情况下，=12.B2H6所属点群是：-----------------()(A)C2v(B)D2h(C)C3v(D)D3h(E)D3d13.已知配位化合物MA4B2的中心原子M是d2sp3杂化，该配位化合物的异构体数目及相应的分子点群为：-----------------()(A)2，C2v，D4h(B)2，C3v，D4h(C)3，C3v，D4h，D2h(D)4，C2v，C3v，D4h，D2h14．某基态分子含有离域π66键，其能量最低的三个离域分子轨道为：1=0.25φ1+0.52φ2+0.43(φ3+φ6)+0.39(φ4+φ5)第4页共22页2=0.5(φ1+φ2)-0.5(φ4+φ5)3=0.60(φ3-φ6)+0.37(φ4-φ5)若用亲核试剂与其反应，则反应发生在（原子编号）：------------()(A)1(B)2(C)1，2(D)3，6(E)4，515.已知C2N2分子偶极矩为0，下列说法何者是错误的？-------------()(A)是个线型分子(B)存在一个44共轭体系(C)反磁性(D)C—C键比乙烷中的C—C键短二、填空题(24分)得分评卷人1.在电子衍射实验中，││2对一个电子来说，代表_____________________。2.作为合格(品优)波函数的条件是什么：____________________________________________________________________________________________。3.双原子分子的振动，可近似看作是质量为μ=的一维谐振子，其势能为V=kx2/2，它的薛定谔方程是______________________________________。4.Li2+的电子所处的轨道的能量等于氢原子1s轨道能量，求该轨道可能是Li2+的哪个轨道？________________________。第5页共22页5.某原子轨道=N(1s+212s)，其中1s，2s为类氢离子波函数（已归一化），则归一化系数N=____________________。6.在极性分子AB中的一个分子轨道上运动的电子，在A原子的A原子轨道上出现的概率为80%，B原子的B原子轨道上出现的概率为20%，写出该分子轨道波函数______________________________________。7.在x方向上能与dxy轨道成键的角量子数l≤2的原子轨道是___________。8.Cl2分子的HOMO为_____________；LUMO为________________(键轴为z轴)。9.既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于_________点群。10.某分子仅具有一个二重旋转轴、一个对称面和一个对称中心，该分子属于_____________点群。11．判断：在形成CH4分子的过程中，C原子的2p轨道和H原子的1s轨道组合成sp3杂化轨道。------------------------()12.一组sp2杂化轨道（已正交归一化）是：1=1/s+/px，2=1/s-1/px+1/py，3=1/s+c2px+c3py，则系数：c2=_____________________，c3=_____________________。第6页共22页三、问答题（46分）得分评卷人1、推导s1p1组态的光谱项，各谱项对应的支项和其在磁场下的微观能态数。2、(a)比较CF和CF+的键长，并判断其磁性。(b)解释NO容易被氧化成NO+的原因。3、[CuCl4]3-属于Td点群，当出现下面的变化时，推导变化后的分子点群：(1)某一个Cu-Cl键键长缩短；(2)两个Cu-Cl键缩短同样长度；(3)两个Cu-Cl键缩短不同长度。（假设所有键角及其它键的键长不变）。4、推导下列分子中心原子的杂化类型及分子的立体构型：(1)XeF4，(2)XeOF4，(3)Al2Cl6(判断Al原子杂化类型).5、苯胺的紫外可见光谱和苯差别很大，但其盐酸盐的光谱和苯很相似，说明理由。6、试用HMO法求丙二烯双自由基[HĆ=C=ĆH]中心C原子的π键键级和。7、用前线轨道理论讨论，在加热条件下，顺-丁二烯和乙烯二分子进行环加成的可能性如何。第7页共22页考试B卷一、选择题(每小题2分,共30分)得分评卷人1、任一自由的实物粒子，其波长为λ，今欲求其能量，须用下列哪个公式：---()(A)chE(B)222mhE(C)2)25.12(eE(D)A，B，C都可以2、电子在核附近有非零概率密度的原子轨道是：-------------------()(Ａ)p3(Ｂ)d4(Ｃ)p2(Ｄ)2s第8页共22页3、用来表示核外某电子运动状态的下列各组量子数(n，l，m，ms)中，合理的是：------------------()(A)(2，1，0，0)(B)(0，0，0，1/2)(C)(3，1，2，1/2)(D)(2，1，-1，-1/2)(E)(1，2，0，1/2)4、已知一个电子的量子数n，l，j，mj分别为2，1，3/2，3/2，则该电子的总角动量在磁场方向的分量为：----------------------------()(A)h(B)h23(C)h23(D)h215、氢原子波函数113ψ与下列哪些波函数线性组合后的波函数与ψ300属于同一简并能级：⑴023ψ⑵113ψ⑶300ψ下列答案哪一个是正确的？------------------------------------()(A)⑵(B)⑴，⑵(C)⑴，⑶(D)⑵，⑶(E)⑴，⑵，⑶6、Cu的光谱基项为2S1/2，则它的价电子组态为哪一个？-------------------()(A)s1d10(B)s2d9(C)s2d10(D)s1d9(E)s2d8第9页共22页7、H2分子的基态波函数是：-----------------------------()(A)单重态(B)三重态(C)二重态(D)多重态8、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是：-----------------()(A)等于真实基态能量(B)大于真实基态能量(C)不小于真实基态能量(D)小于真实基态能量9、对于分子轨道的定义，下列叙述中正确的是：-----------------()(A)分子中电子在空间运动的波函数(B)分子中单个电子空间运动的波函数(C)分子中单电子完全波函数(包括空间运动和自旋运动)(D)原子轨道线性组合成的新轨道10、下列分子具有偶极矩且不属于Cnv的分子是：----------------------------()(A)H2O2(B)NH3(C)CH2Cl2(D)CH2═CH211、下列各组分子中，哪些有极性但无旋光性：-----------------------------()(1)I3-(2)O3(3)N3-分子组：(A)1，2(B)1，3(C)2，3(D)1，2，3(E)212、下列命题中正确者为：----------------------------------------()(A)如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心(B)分子中若有C4，又有i，则必有(C)凡是平面型分子必然属于Cs群(D)在任何情况下，2ˆnS=Eˆ第10页共22页13、2，4，6-三硝基苯酚是平面分子，存在离域键，它是：---------()(A)1612(B)1814(C)1816(D)1616(E)201614、下列分子中C—O键长最长的是：---------------------()(A)CO2(B)CO(C)丙酮15、已知丁二烯的四个π分子轨道为：则其第一激发态的键级P12，P23为何者：(π键级)---------------------()(A)2AB，2B2；(B)4AB，2(A2+B2)(C)4AB，2(B2-A2)(D)0，2(B2+A2)(E)2AB，B2+A2二、填空题(30分)1、（2分）“根据测不准原理，任一微观粒子的动量都不能精确测定，因而只能求其平均值”。对否？---------------------------()2、（2分）任何波函数(x，y，z，t)都能变量分离成(x，y，z)与(t)的乘积，对否？---------------------------()第11页共22页3、（2分）sp2等性杂化是指同一杂化轨道中s成分和p成分相等。这一说法是否正确？--------------------------（）4、（4分）在边长为a的正方体箱中运动的粒子，其能级E=22827mah的简并度是__________；势箱越长，其电子从基态向激发态跃迁时吸收光谱波长__________。（填“增长”或“变短”）5、（2分）H原子(气态)的电离能为13.6eV，He+(气态)的电离能为______eV。6、（4分）试以z轴为键轴，说明下列各对原子轨道间能否有效地组成分子轨道，若可能，则填写是什么类型的分子轨道。2dz-2dzdyz-dyzdxz-dxzdxy-dxy7、（4分）量子数为L和S的一个谱项有_________个微观状态。1D2有___个微观状态