兰州大学2001级结构化学试卷

兰州大学2001级结构化学试卷一、选择答案，写入题目前的[]内。注意：不要在题中打√号，以免因打√位置不确切导致误判[]1.实物微粒具有波粒二象性,一个质量为m速度为v的粒子的德布罗意波长为:A.h/(mv)B.mv/hC.E/h[]2.对于厄米算符,下面哪种说法是对的A．厄米算符中必然不包含虚数B．厄米算符的本征值必定是实数C．厄米算符的本征函数中必然不包含虚数[]3.对于算符Ĝ的非本征态ΨA．不可能测得其本征值g.B．不可能测得其平均值g.C．本征值与平均值均可测得，且二者相等[]4.己三烯电环化反应,在加热条件下保持什么对称性不变？A．C2B.mC.m和C2[]5.丁二烯等共轭分子中电子的离域化可降低体系的能量。这与简单的一维势阱模型是一致的，因为一维势箱中粒子A．能量反比于势箱长度平方B．能量正比于势箱长度C．能量正比于量子数[]6.根据分子轨道对称守恒原理，乙烯加氢反应是对称性禁阻的。由此判断A．反应在热力学上必然属于吸热反应B．平衡产率必然是很低的C．反应活化能是比较大的[]7.Cl原子基态的光谱项为2P，其能量最低的光谱支项为A．2P3/2B．2P1/2C．2P0[]8.下列哪种说法是正确的A．原子轨道只能以同号重叠组成分子轨道B．原子轨道以异号重叠组成非键分子轨道C．原子轨道可以按同号重叠或异号重叠，分别组成成键或反键轨道[]9.旋光性分子的对映异构体可用R与S区分,分别取自拉丁词右和左的首字母；旋光方向用（+）与（-）区分,分别代表右旋和左旋A．R型分子的旋光方向必定是（+），S型分子必定是（-）B．R型分子的旋光方向必定是（-），S型分子必定是（+）C．一般地说，由R、S构型不能断定分子的旋光方向[]10.分子的下列哪些性质必须用离域分子轨道来描述A．电子能谱、电子光谱B．偶极矩、电荷密度C．键长、键能[]11.一个分子的分子点群是指：A．全部对称操作的集合B．全部对称元素的集合C．全部实对称操作的集合[]12.氧的O2+,O2,O2-,O22-对应于下列哪种键级顺序A．2.5，2.0,1.5,1.0B．1.0,1.5，2.0,2.5,C．2.5，1.5,1.02.0,[]13.下列哪些分子或分子离子具有顺磁性A．O2、NOB．N2、F2C．O22+、NO+[]14.下列哪种性质是晶态物质所特有的：A.均匀性B.各向异性C.旋光性[]15.晶体结构等于:A.点阵+结构基元B.结构基元C.点阵+晶胞[]16.金刚石与立方硫化锌A.点阵型式都是立方面心.B.点阵型式都是立方简单.C.点阵型式不同.[]17.NaCl与CaF2晶体的相同之处是:A.结构基元B.负离子堆积方式C.点阵型式[]18.立方和六方ZnS的CN+/CN-都是4:4:它们在下列哪一点上不同？A.负离子堆积方式B.正离子所占空隙种类C.正离子所占空隙分数[]19.对于CaF2型晶体,“简单立方”一词描述的是它的A.负离子堆积方式B.点阵型式C.正离子堆积方式[]20.与结构基元相对应的是:A.点阵点B.素向量C.复格子[]21.CaS离子晶体结构被称为NaCl型,这个术语指得是A.它的结构基元B.它的结构型式C.它的点阵型式[]22.六方晶胞的形状是A.六棱柱B.六个顶点的正八面体C.α=β=90o，γ=120o的平行六面体[]23.(113)晶面在x、y、z轴上的截数分别为A.1,1,3B.3,3,1C.1,1，1/3[]24.空间格子中,顶点、棱心、面心对格子的贡献分别为A.1/8,1/4,1/2B.1,1,1C.1,1/2,1/4[]25.Cu晶体是A1（立方面心）堆积，原子数：八面体空隙数：四面体空隙数为A.1：1：2B.1：2：1C.2：2：1[]26.当劳厄方程被满足时,空间点阵中被平移群Tmnp=ma+nb+pc所概括的任意两点阵点之间的波程差的波数为A.mh+nk+plB.m+n+pC.h+k+l[]27.劳厄方程中的h代表A.x晶轴上相邻两点阵点之间波程差的波数.B.任意两相邻晶面之间波程差的波数.C.衍射线与x晶轴的夹角.[]28.镍单晶的每个正当晶胞中平均有4个原子和8个四面体空隙,其结构为A.A1型B.A2型C.A3型[]29.CeO2具有立方面心点阵,负离子堆成的简单立方空隙有50%被正离子占据.其结构型式为:A.CsCl型B.六方ZnS型C.CaF2型[]30.立方面心点阵的系统消光规律是:A.h+k+l=奇数B.h+k+l=偶数C.h、k、l奇偶混杂[]31.“从CsCl晶体中可以抽象出立方体心点阵”这一表述A.正确B.不正确,因为“立方体心”不满足点阵定义，不是一种点阵C.不正确,CsCl晶体的点阵为立方简单[]32.对于二元离子晶体,下列哪一式成立:A.n+/n-=Z-/Z+=CN-/CN+B.n-/n+=Z-/Z+=CN-/CN+C.n+/n-=Z-/Z+=CN+/CN-[]33.Si晶体(A4，即金刚石结构)的空间利用率(堆积系数)是很低的，只有W晶体(A2)的一半。它们的晶胞中原子数目是A.SiWB.SiWC.Si=W[]34.马德隆(Madelung)常数与离子晶体的哪种因素有关:A.化学组成B.晶体结构型式C.离子键长[]35.下列哪一组算符都是线性算符：A．cos,sinB．x,logC．[]36.无论仪器技术怎样改进，分子光谱的谱线总是存在一定的线宽。这种现象可用下列哪一式加以说明？A.Δx·Δpx≥h/4πB.ΔE·τ≥h/4πC.λ=c/ν[]37.对于CO2和H2O，下列哪种说法是正确的：A.CO2振动的红外与拉曼活性是互斥的，而H2O则否B.SO2振动的红外与拉曼活性是互斥的，而H2O则否C.它们都属于C2v点群[]38.群中的某些元素若可以通过相似变换联系起来，它们就共同组成A.一个类B.一个子群C.一个不可约表示[]39.对一个可约表示进行约化得到几个不可约表示。则二者的关系是A.直和B.直积C.无关[]40.水分子B1振动的基包括x和xz,这种振动A．只有红外活性B.只有拉曼活性C.兼有红外和拉曼活性二、下列叙述中可能包含着一些错误。请你在不改变论述主题和不显著缩减内容的前提下改写成正确的叙述。1．分子轨道（MO）是分子中的单电子波函数，可以用原子轨道的线性组合来表示，MO表明了电子运动的确切轨迹。分子的薛定格方程可以利用变分法近似求解，由此得到的能量总是等于或低于分子真实的基态能量。求解方程时通常使用定核近似，因为分子的核骨架实际上固定不变的。分子中电子数如果是偶数，分子就必然是反磁性的，例如O2分子就是如此。根据电子在MO上的排布可以计算键级，键级都是一些整数。2．分子的对称性可以用分子点群描述。分子的许多性质与对称性有关，例如，分子中如果有对称元素相交，就必然是非极性分子；如果有镜面存在，就必然是手性分子。含有手性碳原子的分子毫无例外都是手性分子，都是有旋光性的。所谓内消旋，是样品内对映异构体分子数目各占50%造成的现象。3．晶体都是一些晶莹透明的物质，而且有各种各样的对称性，这与分子的对称性没有任何差别。晶体可以被抽象成点阵，点阵由一组有限数目的点组成，只有按照连接其中特定的两点的矢量进行平移才能够复原。每个点阵点对应于晶体中的一个正当晶胞。晶体虽然品种繁多，但可以被划分为8种晶系，230种晶体学点群。晶系是按照格子形状划分的，这样的格子共有7种，称为布拉维格子。三、利用结构化学原理，解答下列问题：1.PCl5气体是分子化合物，其固体是PCl4+、PCl6-的离子化合物。试分析这三种分子或分子离子分别是什么形状？2.工业上合成氨要在500ºC和150atm下，用Fe催化剂进行反应。尽管这种条件下的平衡常数Kp远低于室温下的Kp。试从结构化学角度解释，是什么原因使得合成氨如此困难？四．下面有三种溴代烷烃，每种分子两个C上的氢在核磁共振氢谱上给出各自的质子峰。试按以下两个C的顺序，写出两种质子峰在谱图上的位置、峰面积和自旋裂分情况：低场或高场峰面积之比自旋裂分多重峰CHBr2-CH2BrCH3-CHBr2CH3-CH2Br五、解释下列名词：1.分子轨道对称性守恒2.点阵3.离子极化六.根据谐振子模型,双原子分子的振动波数,其中k是力常数,μ是分子的约化质量.测得氧的三种振动吸收带分别为1097,1580,1865cm-1,它们可能是由O2+,O2,O2-产生的.试判断:O2+产生的是哪一个吸收带,并说明理由.七．1.由下列HMO行列式反推出共轭分子的骨架2.三亚甲基甲基有四个大π分子轨道，按能级由高到低排列如下(中心C原子编号为4)。先说明：计算中心C原子的π键级时，只需要哪个或哪些大π分子轨道？为什么？然后计算中心C原子的π键级。试题答案一．选择答案1A2B3A4B5A6C7A8C9C10A11A12A13A14B15A16A17C18A19A20A21B22C23B24A25A26A27A28A29C30A31C32A33B34B35C36B37A38A39A40C二、差错并改正.可以有多种不同的改错法，下面只是改法之一。加下划线处是可以修改的内容，随后括号中是改正后的内容：1．分子轨道（MO）是分子中的单电子波函数，可以用原子轨道的线性组合来表示，MO表明了电子运动的确切轨迹（单电子运动状态）。分子的薛定格方程可以利用变分法近似求解，由此得到的能量总是等于或低于（高于）分子真实的基态能量。求解方程时通常使用定核近似，因为分子的核骨架实际上固定不变的（相对于电子运动来说可以认为是近似不变的）。分子中电子数如果是偶数，分子就必然是反磁性的（分子一般是但并不必然是反磁性的，除非电子完全成对），例如O2分子就是如此（O2分子就有顺磁性）。根据电子在MO上的排布可以计算键级，键级都是一些整数（键级并非都是整数）。2．分子的对称性可以用分子点群描述。分子的许多性质与对称性有关，例如，分子中如果有对称元素相交（如果至少有两个对称元素有唯一的交点），就必然是非极性分子；如果有镜面存在，就必然是（必然不是）手性分子。含有手性碳原子的分子毫无例外（并非）都是手性分子，都是有旋光性的。所谓内（外）消旋，是样品内对映异构体分子数目各占50%造成的现象。3．晶体都是（有些是但并非都是）一些晶莹透明的物质，而且有各种各样的对称性，这与分子的对称性没有任何差别（但与分子的对称性在轴次上有所不同）。晶体可以被抽象成点阵，点阵由一组有限（无限）数目的点组成，只有按照连接其中特定的两点的矢量进行平移才能够复原（按照连接其中任意两点的矢量进行平移都能够复原）。每个点阵点对应于晶体中的一个正当晶胞（点阵点）。晶体虽然品种繁多，但可以被划分为8种（7种）晶系，230种（32种）晶体学点群。晶系是按照格子形状（特征对称元素）划分的，这样的格子共有7种（14种），称为布拉维格子。三、利用结构化学原理解答问题1.分别是三角双锥，正四面体，正八面体。2.主要原因是N2的电子组态为KK（1σg）2（1σu）2(1πu)2(1πu)2（2σg）2,有三重键σ+π+π,键解焓很高.四．填表低场或高场峰面积之比自旋裂分多重峰CHBr2-CH2Br低场/高场1：23，2CH3-CHBr2高场/低场3：12，4CH3-CH2Br高场/低场3：23，4五、名词解释1.分子轨道对称性守恒：在基元反应中,反应物的分子轨道以对称性不变的方式转化为产物的分子轨道.2.点阵：点阵是按连接其中任意两点的矢量将所有的点平移而能复原的一组无限多个点,是从晶体结构中抽象出来的几何描述形式.3.离子极化：在电场作用下，离子的电子云变形，偏离球对称，产生诱导偶极矩.在离子化合物中，离子极化的电场作用来自于异号离子.尽管正负离子是互相极化的,但正离子电价越高半径越小,电子云越不易变形,倒是极化负离子的能力更强;负离子电价越高半径越大,电子云越容易变形,更易被极化.所以,通常把正离子视为极化者,负离子为被极化者.六．判断题1865cm-1，因为O2+键级是这三者中最大的，振动吸收带的波数也应是最大的。七．1.由HMO行列式反推共轭分子骨