兰州化学化学化工学院结构化学试卷及参考答案

兰州化学化学化工学院结构化学试卷及参考答案试卷A————————————————————————————————————说明：1.试卷页号P.1-5,答题前请核对.2.题目中的物理量采用惯用的符号，不再一一注明.3.可能有用的物理常数和词头：电子质量me=9.10953×10-31kgPlanck常数h=6.62618×10-34J·sN0=6.02205×1023mol-1词头：p:10-12,n:10-9——————————————————————————————————————一．选择答案，以工整的字体填入题号前[]内。（25个小题，共50分）注意：不要在题中打√号，以免因打√位置不确切而导致误判[]1.在光电效应实验中，光电子动能与入射光的哪种物理量呈线形关系：A.波长B.频率C.振幅[]2.在通常情况下，如果两个算符不可对易，意味着相应的两种物理量A．不能同时精确测定B．可以同时精确测定C．只有量纲不同的两种物理量才不能同时精确测定[]3.Y(θ,φ)图A．即电子云角度分布图，反映电子云的角度部分随空间方位θ,φ的变化B.即波函数角度分布图，反映原子轨道的角度部分随空间方位θ,φ的变化C.即原子轨道的界面图，代表原子轨道的形状和位相[]4.为了写出原子光谱项，必须首先区分电子组态是由等价电子还是非等价电子形成的。试判断下列哪种组态是等价组态：A．2s12p1B.1s12s1C.2p2[]5.对于O2,O2-,O22-，何者具有最大的顺磁性？A．O2B．O2-C．O22-[]6.苯胺虽然不是平面型分子，但-NH2与苯环之间仍有一定程度的共轭。据此判断A.苯胺的碱性比氨弱B.苯胺的碱性比氨强C.苯胺的碱性与氨相同[]7.利用以下哪一原理，可以判定CO、CN-的分子轨道与N2相似：A．轨道对称性守恒原理B．Franck-Condon原理C．等电子原理[]8.下列分子中,哪种分子有两个不成对电子?A．B2B．C2C．N2[]9.下列哪种对称操作是真操作A．反映B．旋转C．反演[]10.下列哪种分子与立方烷具有完全相同的对称性：A．C60B．金刚烷C．SF6[]11.测量氧分子及其离子的键长，得到0.149,0.126,0.12074,0.11227nm.试用分子轨道理论判断,它们分别对应于哪一物种:A.O22-O2-O2O2+B.O2+O2O2-O22-C.O2O2+O2-O22-[]12.对于定域键(即不包括共轭分子中的离域大π键),键级BO的定义是A.成键电子数B.（成键电子数-反键电子数）C.（成键电子数-反键电子数）/2[]13.设想从乙烷分子的重叠构象出发,经过非重叠非交叉构象,最后变为交叉构象.点群的变化是：A.D3→D3h→D3dB.D3h→D3→D3dC.C3h→C3→C3V[]14.S在室温下稳定存在的形式为正交硫,其中的分子是S8环,分子点群为A.C4vB.D4dC.D8h[]15.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．2P3/2或2P1/2，二者能量相同[]16.下列哪种物质最不可能是晶体A．金刚石B．琥珀C．食盐粉末[]17.晶系和晶体学点群各有多少种?A.7种晶系,32种晶体学点群B.14种晶系,32种晶体学点群C.7种晶系,14种晶体学点群[]18.下列哪一式是晶体结构的代数表示——平移群：A.Tmnp=ma+nb+pc(m,n,p,=0,±1,±2,……)B.r=xa+yb+zcx，y，z是零或小于1的分数C．Δ=(mh+nk+pl)λm,n,p和h,k,l均为整数[]19.下列哪一种说法是错误的：A.属于同一晶系的晶体，可能分别属于不同的晶体学点群B.属于同一晶体学点群的晶体，可能分别属于不同的晶系C.属于同一晶体学点群的晶体，可能分别属于不同的空间群[]20.某平面点阵在坐标轴x,y,z上的截数为3，3，5，则平面点阵指标（晶面指标）为A.（335）B.（353）C.（553）[]21.Bragg方程中的正整数n的物理意义是A．相邻平面点阵衍射波程差的波数B．晶胞中结构基元的数目C．晶胞中原子的数目[]22.立方ZnS和六方ZnS晶体的CN+/CN-都是4:4，那么，它们在下列哪一点上不同？A.正离子所占空隙种类B.正离子所占空隙分数C.负离子堆积方式[]23.为了区分素格子与复格子，空间格子中的每个顶点、棱心、面心只分别算作A.1,1,1B.1/8,1/4,1/2C.1,1/2,1/4[]24.CuZn合金（即β黄铜）中两种金属原子的分数坐标分别为0，0，0和1/2，1/2，1/2。有人将它抽象成了立方体心点阵。你认为这样做A.正确B.不正确,应当抽象成立方简单点阵C.不正确,立方体心本身不是一种点阵[]25.下列关于分子光谱的描述，哪一条中有错误：A．按刚性转子模型，双原子分子的转动能级不是等间隔，而转动谱线等间隔B．按谐振子模型，双原子分子的振动能级等间隔，振动谱线也等间隔C．N个原子组成的分子有3N-6种简正振动方式，直线形分子有3N-5种二.利用结构化学原理，分析并回答下列问题：（6分）SS型乙胺丁醇具有抗结核菌的药效,而它的对映异构体——RR型乙胺丁醇却能导致失明。类似的问题在药物化学中相当普遍地存在。如何从生物化学的角度理解这种差异？药物的不对称合成越来越受到化学家的普遍关注，这类受关注的分子通常属于哪些点群？为什么？三．辨析下列概念，用最简洁的文字、公式或实例加以说明（每小题4分，共8分）:1.本征函数和本征值2.波函数的正交性和归一性四.填空（6分）：:在丁二烯的电环化反应中，通过分子中点的C2轴在（）旋过程中会消失，而镜面在（）旋过程中会消失。作为对称性分类依据的对称元素，在反应过程中必须始终不消失。将分子轨道关联起来时，应使S与（）相连、A与（）相连（且相关轨道能量相近）；如果这些连线需要交叉，则一条S-S连线只能与另一条（）连线相交，一条A-A连线只能与另一条（）连线相交。五.请找出下列叙述中可能包含着的错误，并加以改正（6分）：原子轨道（AO）是原子中的单电子波函数，它描述了电子运动的确切轨迹。原子轨道的正、负号分别代表正、负电荷。原子轨道的绝对值平方就是化学中广为使用的“电子云”概念，即几率密度。若将原子轨道乘以任意常数C，电子在每一点出现的可能性就增大到原来的C2倍。六．计算题（12分）对于1-甲烯基环丙烯分子。(1)写出久期行列式。(2)求出x值。(3)按能量从低到高排出四个分子轨道的次序。七．填写下列表格（12分）（用有或无表示偶极矩及旋光性）分子对称元素点群偶极矩旋光性非重叠非交叉式乙烷金刚烷1,1’－二氯代环丙烷2002级试卷A参考答案:一．选择答案1B2A3B4C5A6A7C8A9B10C11A12C13B14B15A16B17A18A19B20C21A22C23B24B25B二.利用结构化学原理，分析并回答问题构成生命的重要物质如蛋白质和核酸等都是由手性分子缩合而成，具有单一手性。药物分子若有手性中心，作为对映异构体的两种药物分子在这单一手性的受体环境——生物体中进行的化学反应通常是不同的，从而对人体可能会有完全不同的作用。许多药物的有效成份只有左旋异构体,而右旋异构体无效甚至有毒副作用。所以，药物的不对称合成越来越受到化学家的普遍关注，这类分子通常属于点群Cn和Dn点群，因为这种分子具有手性。三．辨析概念，用最简洁的文字、公式或实例加以说明1.若Aψ=aψ,则a是算符A的本征值,ψ是算符A的具有本征值a的本征函数.2.四.填空在丁二烯的电环化反应中，通过分子中点的C2轴在（对）旋过程中会消失，而镜面在（顺）旋过程中会消失。作为对称性分类依据的对称元素，在反应过程中必须始终不消失。将分子轨道关联起来时，应使S与（S）相连、A与（A）相连（且相关轨道能量相近）；如果这些连线需要交叉，则一条S-S连线只能与另一条（A-A）连线相交，一条A-A连线只能与另一条（S-S）连线相交。五.差错并改正错误1.“它描述了电子运动的确切轨迹”。改正:它并不描述电子运动的确切轨迹.根据不确定原理,原子中的电子运动时并没有轨迹确切的轨道.错误2.“原子轨道的正、负号分别代表正、负电荷”。改正:原子轨道的正、负号分别代表波函数的位相.错误3.“电子在每一点出现的可能性就增大到原来的C2倍”。改正:电子在每一点出现的可能性不变（根据玻恩对波函数物理意义的几率解释）.六.计算题这个三次方程可用作图法求解：作y~x曲线，然后，作过y=1的水平线与曲线相交，交点的x值即为近似解.为便于作图,可先取几个点:x=0,y=x3+x2-3x=0x=1,y=x3+x2-3x=-1x=2,y=x3+x2-3x=6x=-1,y=x3+x2-3x=3x=-2,y=x3+x2-3x=2按此法可画出如下曲线.但对于学生答卷则只要求画出大致图形,求出近似值即可.作过y=1的水平线与曲线相交，交点的x值即为三个近似解.x2-2.2,x3-0.3,x4=1.5x4(1.5)x1(1.0)x3(-0.3)x2(-2.2)因为E=α-xβ,而β本身为负值.所以,x越大,能级越高.下列顺序就是相应能级的顺序:x4(1.5)x1(1.0)x3(-0.3)x2(-2.2)另一等价的做法是：令y=x3+x2-3x-1，作出y~x曲线，求其与x轴的交点，交点的x值即为近似解.七.分子对称元素点群偶极矩旋光性非重叠非交叉式乙烷C3,C2D3无有金刚烷C3,C2,S4,σdTd无无1,1’－二氯代环丙烷C2,σvC2v有无2002级试卷B————————————————————————————一．选择答案，以工整的字体填入题号前[]内。（25个小题，共50分）注意：不要在题中打√号，以免因打√位置不确切而导致误判[]1.电子德布罗意波长为A．λ=E/hB.λ=c/νC.λ=h/p[]2.将几个非简并的本征函数进行线形组合，结果A．再不是原算符的本征函数B．仍是原算符的本征函数，且本征值不变C．仍是原算符的本征函数，但本征值改变[]3.利用Hund第一规则从原子谱项中挑选能量最低的谱项,首先应当找A．S最小的谱项B．L最大的谱项C．S最大的谱项[]4.对s、p、d、f原子轨道分别进行反演操作，可以看出它们的对称性分别是A．u,g,u,gB.g,u,g,uC.g,g,g,g[]5.两个原子的轨道在满足对称性匹配和最大重叠的情况下A．原子轨道能级差越小，形成的分子轨道能级分裂越大，对分子的形成越有利B．原子轨道能级差越大，形成的分子轨道能级分裂越小，对分子的形成越有利C．原子轨道能级差越大，形成的分子轨道能级分裂越大，对分子的形成越有利[]6.环丙烷的C-C成键效率不高，原因是A．为适应键角的要求,sp3杂化轨道被迫弯曲到60o，因而产生了“张力”B．sp3杂化轨道在核连线之外重叠形成弯键，重叠效率较差C．sp3杂化轨道在核连线之内重叠形成弯键，产生了非常大的“张力”[]7.NO的分子轨道类似于N2。试由此判断,在NO、NO+、NO-中，何者具有最高的振动频率？A．NOB．NO+C．NO-[]8.在异核双原子分子中，电负性较大的原子对于成键分子轨道的贡献A．较大B．较小C．占一半[]9.CO的3σ(HOMO)较大一端在C端。在金属羰基配合物M(CO)n中，与M配位的是.A．CO的O端B．CO的C端C．CO的任意一端[]10.让液态的N2、O2、H2O通过电磁铁的两极，哪种会受到磁场的吸引?A．N2B．H2OC．O2[]11.CH4分子中具有映轴S4A．但旋转轴C4和与之垂直的镜面都不独立存在B．旋转轴C4和与之垂直的镜面也都独立存在C．旋转轴C4也存在，而与之垂直的镜面不存在[]12.对映异构体的旋光大小相等、方向相反A.其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为右旋体和左旋体，记作（+）和（-）B.其中偏振面顺、逆时针旋转者分别称为左旋体和右旋体，记作（-）和（+）C.对映异构体的等量混合物称为内消旋体，用（±）标记.[]13.P-P、P=P和PP的键焓分别