结构化学试卷(附答案)

第1页共10页《结构化学》课程A卷专业班级：命题教师：审题教师：学生姓名：学号：考试成绩：一、判断题（在正确的后画“√”，错误的后面画“×”,10小题，每小题1分，共10分）得分：分1、自轭算符的本征值一定为实数。（）2、根据测不准原理，任一微观粒子的动量都不能精确测定。（）3、一维势箱中的粒子其能量是量子化的，并且存在零点能。（）4、原子中全部电子电离能之和等于各电子所在原子轨道能总和的负值。（）5、同核双原子分子中两个2p轨道组合总是产生型分子轨道。（）6、具有未成对电子的分子是顺磁性分子，所以只有含奇数个电子的分子才是顺磁性的。（）7、在休克尔分子轨道法中不需要考虑ˆH的具体形式。（）8、既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于Cn点群。（）9、含不对称C原子的分子具有旋光性。（）10、分子的偶极距一定在分子的每一个对称元素上。（）二、单项选择题（25小题，每小题1分，共25分）得分：分1、关于光电效应，下列叙述正确的是：（）A光电流大小与入射光子能量成正比B光电流大小与入射光子频率成正比C光电流大小与入射光强度没关系D入射光子能量越大，则光电子的动能越大2、在一云雾室中运动的粒子（He的原子核）,其27416.8410,10mkgvms质量速度，室径210xm，此时可观测到它的运动轨迹，这是由于下列何种原因：（）A该粒子不是微观粒子B测量的仪器相当精密C该粒子的运动速度可测D云雾室的运动空间较大3、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第2页共10页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4、若Kd2，利用下列哪个常数乘可以使之归一化()A．KB．K2C．K/1D.K5、对算符而言，其本征函数的线性组合具有下列性质中的()A．是该算符的本征函数B．不是该算符的本征函数C．不一定是该算符的本征函数D．与该算符毫无关系6、下列函数是算符d/dx的本征函数的是：（）A.e2xB.cos(x)C.xD.sin(x3)7、处于状态2sin()xaa的一维势箱中的粒子，其出现在x=2a处的概率密度为()A.0.25B.0.5C.2/aD.1/22/a8、He+在321状态时，物理量有确定值的有()A．能量B．能量和角动量及其沿磁场分量C．能量、角动量D．角动量及其沿磁场分量9、下列归一化条件正确的是（）A.021drB.021drRC.0π2021ddφθYD.π021dsinθθ10、用来表示核外某电子的运动状态的下列各组量子数（n,1,m,ms）中，正确的是（）A.2，1，-1,-1/2；B.0，0，0，1/2；C.3，1，2，1/2；D.2，1，0，011、氢原子3d状态的轨道角动量沿磁场方向的分量个数为()A．1B．2C．3D．512、径向分布函数是指()A．R2B.R2drC.r2R2D.r2R2dr13、依据中心力场法，某电子i受到的其它电子对它的排斥能为()第3页共10页A．1irB．iirC．iiZrD．1ijr14、角量子数L＝1，自旋量子数S＝2对应的谱项为()A．5PB．3DC．2FD．1S15、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16、在线性变分法中，对两个原子形成化学键起主导作用的是（）A．库仑积分HaaB．交换积分HabC．重叠积分SabD．重叠积分平方S2ab17、下列哪种分子或离子键能最大？()A.O2B.O2-C.O2+D.O22-18、对溴化氢分子在远红外区测定吸收光谱，得到一系列间距为16.94cm-1的谱线。这种吸收光谱产生于：()A.HBr的转动能级跃迁B.HBr的振动能级跃迁C.HBr的电子能级跃迁D.以上三者都不是19、谐振子的零点振动能是：()A.0B.21hC.hD.23h20、由HF的纯转动光谱，可以取得的数据是：()A.力常数B.化合价C.氢键D.核间距21、下列等式中有错误的是（）A．311424CCCB．2EC．3iiD．nnniCi22、对于dv,面,下列说法不正确的是（）A.v面通过主轴B.d面通过主轴C.v面一定是d面D.d面一定是v面23、由分子图判断分子的活性时，自由基最容易发生反应的位置是()A．电荷密度最大处B．电荷密度最小处C．自由价最大处D．键级最大的化学键处24、已知丁二烯的四个分子轨道为：第4页共10页43211φφφφψABBA43212φφφφψBAAB43213φφφφψBAAB43214φφφφψABBA则其键级P12是多少？()A.2ABB.4ABC.0D.125三、填空题（16小题，每空1分（5,12,14小题为2分），共33分）得分：分1、电子波动性由实验证实。2、描述体系运动状态的波函数是品优的，其必须满足三个条件：，，。3、自旋相同的两个电子在空间同一点出现的概率为_________。4、氢原子为单电子原子，其3zp状态有_____个径向节面和____个角度节面。5、用Slater法计算Be(1s22s2)的2s单电子轨道能为。6、He原子的第一电离能为24.6eV，其第二电离能54.4eV，则He原子1s轨道的电子结合能为，He原子的1s单电子原子轨道能为。7、氢原子（1s1）组态的光谱项为，光谱支项为，微观能态数为。8、He原子的哈密顿算符为：22222122012012111ˆ()()844hZeeHmrrr，其中222122()8hm表示，201211()4Zerr表示_________________，201214er表示。9、原子轨道线性组合成分子轨道的基本原则是、、。10、对于极性双原子分子振动的谐振子模型，光谱的选律为：_____________。11、写出五种对称元素的符号：；三次旋转轴的全部对称操作为；对称元素镜面的全部对称操作为。12、H2O的全部对称操作构成C2v点群，完成下列乘法表。第5页共10页2CE12CyzxzEE12Cyzxz12C12CExzyzyzyzxzxzxzyz13、对称元素C2与h组合，得到_____________；Cn次轴与垂直它的C2组合，得到_____________。14、写出烯丙基（22CHCHCH&）的休克尔行列式：15、具有个电子的单环共轭体系为稳定的结构，具有芳香性。16、I3和S3不是独立的对称元素，因为I3=，S3=。四、计算题（共32分）得分：分1、（6分）用一维势箱模型处理共轭体系，势箱长1.42nm,计算π电子跃迁所吸收的光的波长。（一维势箱模型的本征函数和本征能量分别为第6页共10页2222sin,1,2,3,...8nnnxnhxEnllml，普朗克常数：346.62610Js，电子质量：319.110kg）2、（6分）对H原子，121022113311cccψψψψ，所有波函数都已归一化。请对所描述的状态计算：(1)能量平均值及能量-3.4eV出现的概率；(2)角动量平均值及角动量2/2h出现的概率；(3)角动量在z轴上的分量的平均值及角动量z轴分量/h出现的概率。第7页共10页3、（8分）按分子轨道理论写出O2、NF(O2的等电子体)、N2、CO(N2的等电子体)基态时的价电子组态，并指出它们的键级。4、（12分）确定下列分子或离子的点群，并判断有无偶极距和旋光性。（1）CHFClBr(一氟一氯一溴甲烷)（2）CHCl3第8页共10页（3）HClC=CClH（反式二氯乙烯）（4）C6H6(苯环)（5）C2H6（交错型乙烷）（6）（1，3，5，7-四甲基环辛四烯）附：可能用到的公式角动量：22(1)M(1)0,1,2,,-12hMlllllnhK角动量在磁场方向的分量：0,1,2,,2zhMmmlK第9页共10页参考答案与评分标准考试课程：结构化学试卷类型：A卷一、判断题（每小题1分，共10分）1.√2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.√二、选择题（每小题1.5分，共30分）1.D2.D3.B4.C5.C6.A7.C8.B9.D10.A11.D12.C13.B14.A15.C16.B17.C18.A19.B20.D21.D22.C23.C24.B三、填空题（每空1分，其中5,12,14小题为2分，共28分）1.电子衍射2.单值，连续，平方可积3.04.1,15.-12.93eV6.-24.6,-39.5eV7.221/2;;2SS8.两个电子的动能；两个电子与核的相互吸引势能；两个电子间的排斥能。9.对称性匹配；能量接近；最大重叠。10.1;v11.1233,,,,;,,;,.nnnCiSICCEE12.1212ECCE13.1011001xxx14.4m+215.3333;.hICiSC四、计算题（共32分，每小题分标在小题后）第10页共10页1.22222271697--------2888---------2=9.4910---------2hhhEmlmlmlEhcm分分分2.(1)22221232212=(3.43.41.5)---1---1iiiEcEcccPcc分分(2)2221232221232=()---121---1hMcccPccc分分(3)2223=()---120---1ZhMccP分分3.222221122222222()()()()()()()=----sspzpxpypxpyO键级22分22242(1)(2)(3)(1)(2)=----NF键级22分2242(1)(1)(1)(2)=3----guugN２键级2分2242(1)(2)(1)(3)=3----CO键级2分4.(1)1C有，有；----2分(2)3vC有，无；----2分(3)2hC无，无；----2分(4)6hD无，无；----2分(5)3dD无，无；----2分(6)4S无，无。----2分