品才网>其他>结构化学期末试卷

结构化学期末试卷

时间：2022-07-02 12:16:54 其他我要投稿

相关推荐

结构化学期末试卷

一.选择题：每小题有五个选项，其中只有一个正确选项。每小题2分，本大题共计30分。请把正确答案的选项填在题号前括号内。

结构化学期末试卷

（）1.使用量子论解释的是 ...

A.维恩位移定律

B.康普顿散射

C.光电效应

D.磁聚焦

E.固体热容-温度变化曲线

( )2.下列关于简单量子力学系统的说法中正确的是

①一维谐振子各本征态均为非简并态

②Li2+离子中原子轨道ψ4,0,0的能量小于ψ4,1,-1的能量

③处于(0,a)区间、长度为a的一维无限深势阱内任一本征态的粒子，在量子数趋近于无穷大时，该粒子出现在(a/3,2a/3)区间内的概率趋近于1/3 ④三维刚性转子各能级的简并度均为奇数

A.①③④

B.①②③

C.①③

D.③④

E.①④

( )3.下图是各类磁性物质的磁化率χ随温度T变化的关系，其中哪一条曲线对应亚铁磁性物质

A.曲线a

B.曲线b

C.曲线c

D.曲线d

E.曲线e

( )4.簇合物是现代无机结构化学与材料化学的研究热点。下列关于簇合物及其相关理论说法正确的是

A.根据等瓣相似理论，Mn(CO)5和:CH2是一对等瓣相似的结构

B.极少原子簇合物具有优良的催化性能，绝大部分都是化学惰性的

C.簇合物HFe4(CO)12(CO)-对CO分子有能将C-O键削弱的活化作用，从而实验上能观察到C-O键键长的缩短

D.实验测得十二羰基合四铱Ir4(CO)12的铱核间构成正四面体的结构，可推知其不符合18电子规则

E.非金属结构B6H6- 和B12H122- 均属于闭式(closo-)结构硼烷

( )5.下列八面体配合物哪一个发生弱的姜-泰勒(Jahn-Teller)畸变 .

A.Cr(H2O)63+ B.Fe(CN)64- C.Fe(CN)63- D.Cu(en)32+ E.Mn(H2O)62+ ( )6.对于量子一维谐振子，定义A、B两个算符分别满足如下条件：

Aψn=(n+1)1/2ψn+1

Bψn=n1/2ψn-1

上式中ψn代表能量为En的本征态。

物理量C的算符C=V0(A+B)2(其中V0为一个常数)，则关于物理量C的平均值的说法正确的是

A./V0的比值一定为奇数

B./V0的比值一定为偶数

C./V0的比值可以为奇数也可以为偶数

D./V0的比值一定不是整数

E./V0的比值可能为整数也可能为无理数

( )7.下列关于配位化合物及其理论说法正确的是

A.顺式二氯二氨合铂(顺铂)为平面正方形构型，它是非极性分子，难溶于水

B.Co(NO2)64-的磁矩实验测得为μ=1.8B.M.，可以推知钴的杂化为sp3d2

C.在Mn2+、Co2+、Ni2+、Zn2+离子中，Ni2+水合时放热最多

D.蔡司盐K[Pt(C2H4)Cl3]是一种有π键参与配位的化合物，满足18电子规则

E.Mn(+2)的正八面体配合物只显很微弱的颜色，原因是其分裂能太大而不产生可见光吸收 ( )8.由于电子和电子间的相互作用导致我们不可能求得多电子原子系统的精确解，下列哪个手段可以用于避开这个问题而求解多电子原子的近似解

A.弗兰克-科顿(Franck-Condon)原理

B.玻恩-奥本海默(Born-Oppenheimer)近似

C.玻尔对应状态原理

D.有效核电荷-中心力场法

E.刚性转子近似

( )9.用变分法处理一体系的基态，因不知道真实体系基态的波函数，所以某研究组选用了5种不同的满足体系边界条件的归一化试探函数φ(，ii=1,2,3,4,5)变分计算后得到的结果如下。请选出最接近体系真实波函数的试探函数

A.φ1 B.φ2 C.φ3 D.φ4 E.φ5

( )10.下列关于晶体学原理的叙述中完全正确的是

A.某单晶x射线衍射信号的h2+k2+l2之比为1:2:3:4:5，即可判定为简单立方点阵

B.中子的原子散射因子与原子序数无直接关系，因此中子衍射法可以定位轻原子

C.晶体结构宏观的对称元素有且只有5种，空间群有230种

D.金属镁属于简单六方点阵，氯化铯属于体心立方点阵

E.固体的微观结构中一定不会出现五次或八次、十次对称轴

( )11.光谱是研究物质结构的强有力手段，下列说法中正确的是

①拉曼光谱常用激光做光源，通过测定被样品散射的光了解分子振-转能级情况 ②振动光谱有泛频峰出现是由于实际分子振动的非谐振性，振动光谱的主线旁会有弱线出现则是由于同位素效应

③对氯化氢气体测定转动光谱，如果体系的温度有所升高则吸光度会有所降低 ④氩气的紫外光电子能谱的第一条谱线分裂为强度比2:1的两个峰，可知第一条谱线对应的是氩的3p电子被击出

A.①③④

B.①②④

C.②③

D.①④

E.①②③④

( )12.钠原子由3p1→3s1的跃迁，在磁场中用高分辨仪器可观察到

A.10条谱线

B.12条谱线

C.8条谱线

D.3条谱线

E.5条谱线

( )13.Pauli自旋矩阵如下(其中i为虚数单位利用上面4个矩阵，对矩阵的乘法最多可以构成几个群 ..

A.5个 B.4个 C.3个 D.6个 E.8个

( )14.已知C2v群的特征标表如下：

现研究二氧化硫分子的运动情况得到一种不可约表示г(如下)，利用C2v群的特征标表约化该不可约表示г的结果是

A.г=A1+3A2+3B1+2B2

B.г=A1+A2+3B1+2B2

C.г=3A1+A2+B1+2B2

D.г=3A1+A2+2B1+3B2

E.г=3A1+A2+3B1+2B2

( )15.考虑下列反应都是四中心侧向碰撞的基元反应，应用前线分子轨道理论选择出所需克服活化能最小的基元反应 ..

A.N2+O2→2NO

B.H2+D2→2HD

C.F2+Br2→2FBr

D.C2H4+H2→C2H6

E.2C2H4→C4H8(加热条件)

二.填空题：本大题共计14分。请把答案填在题目相应的位置中。

16,经过非重叠非交叉构象,最后变为交叉构象. 点群的变化是____________→___________→____________.用三个氟原子取代交叉构象乙烷分子中的三个氢原子，可能形成的点群为(写出所有的可能)：_________________________________________________________.

17.(本小题1分)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。这种现象可简要的用_____________________________这个式子表达。

18.(本小题3分)溴原子的能量最低的光谱支项的符号为_______________，该光谱支项的原子的总角动量的大小为___________ eVs.(保留三位有效数字)

19.(本小题3分)在玻恩-奥本海默近似下，在下面的方框中写出CO+阳离子体系的薛定谔方程(原子单位制下;同类项用加和号Σ表达，写明角标的取值):

CO阳离子的第一激发态的分子光谱项的符号为____________________. .....

20.(本题2分)在C60中掺杂碱金属能合成出具有超导性质的材料，经测定C60晶体为面心立方结构，直径约为710pm。一种C60掺杂晶体是由K+填充C60分子堆积形成的一半四面体空隙，以“□”表示空层，并在晶体中保留一层K+，抽去一层K+，以此类推形成的，以A、B、C表示C60层，a、b、c表示K+层，写出该掺杂晶体的堆积周期________________________________________________. C60中心到K+的距离为_________________pm.

三.解答题：本题8分。解答时将答案填写在题中相应的位置，请使用铅笔作图，作图要做到清晰、明确。

现LaNix是一种很好的储氢合金。LaNix属六方晶系(图c是它的晶格)，LaNix晶胞的晶胞参a =511pm，c =397pm。储氢位置有两种，分别是八面体空隙 (“ ■ ”)和四面体空隙(“ ▲ ”)，见图a、b，这些就是氢原子存储处。有氢时，设其化学式为LaNixHy 。

(1)合金LaNix中x的值为________;晶胞中和“■”同类的八面体空隙有______个，并请在图a中标出;和“▲”同类的四面体空隙有______个。

(2)请在图b中分别用“ ■ ”和“ ▲ ”标出(3)中所讨论的空隙的位置。

(3)若每个八面体空隙中均储有H，LaNixHy中y的值是_______。

(4)若H进入晶胞并填满所有空隙后，忽略晶胞体积的改变，晶体的最大密度是____________ g cm-3。

四.计算题：本题8分。解答时请写明必要的文字说明、推理过程与演算步骤。

Ag4 ，其两种可能的构型为如图所示的平面构型

A和B;(1)分别计算两种构型下的电子能量;(3)构型A和构型B哪一个更稳定?它们间的能量差;说明、推理过程与演算步骤;其中A和a均为正的实常数，h为普朗克常数，i为虚;(1)根据归一化求出A;(2)该粒子处于什么样的势场V(x)中?利用含时;(3)计算坐标x，坐标平方x2，动量p，动量平方;(4)求出Δx和Δp，并用来验证海森堡不确定关系;说明、推理过程与

A和B。现用HMO法处理Ag4团簇，若只考虑Ag原子5s轨道的电子，且原子轨道积分采用休克尔近似(设库仑积分为α，交换积分为β)。

(1)分别计算两种构型下的电子能量。

(3)构型A和构型B哪一个更稳定?它们间的能量差为多少?

说明、推理过程与演算步骤。

其中A和a均为正的实常数，h为普朗克常数，i为虚数单位。

(1)根据归一化求出A

(2)该粒子处于什么样的势场V(x)中?利用含时薛定谔方程求出该势场V(x)

(3)计算坐标x，坐标平方x2，动量p，动量平方p2的平均值

(4)求出Δx和Δp，并用来验证海森堡不确定关系。

说明、推理过程与演算步骤。

其中En为体系束缚态归一化能量本征函数ψn的本征值，λ为任意一参数。

(2)利用(1)的结果证明在一维谐振子的本征态ψn下，动能平均值等于势能平均值。(提示：λ可以取为任意一参数进行求导，比如取普朗克常数、质量等)。

说明、推理过程与演算步骤。

a的、范围为[0,a]的一维无限深势阱中运动。该粒子处于态

Ψ(x)=Ax(a-x) (x∈[0,a])

上式中A为归一化常数。

(1)该粒子所处状态最接近一维无限深势阱中的哪个本征态?(提示：借助波函数的图像)

(2)若测定该粒子的能量，可能测得哪些值?其概率为多少?

(3)该粒子的能量平均值是多少?

(4)从粒子所处状态的成分说明为什么该粒子的能量平均值会稍高于一维无限深势阱的基态能量本征值?

试卷答案 注：本答案中涉及普朗克常数h之处，为了书写方便使用常用记号(=h/2π)表达普朗克常数。

一.选择题：

1.D 2.A 3.D 4.E 5.C 6.A 7.C 8.D 9.E 10.B

11.B 12.A 13.B 14.E 15.C

二.填空题：

16.D3h→D3→D3d(每个答案1分) ;C3v Cs C1 (全写对且正确得2分，少写且正确得1分，只要有错误答案则不得分)

17.ΔEτ≥h/4π (τ写为Δt也可以)

18.2P3/2 (1分);1.28×10-15 (2分)

19.

或写为

也可以。(2分)

如果不写出6、8、48，而用Za、Zb、ZaZb表达，得1分;写错不得分。 2П (1分)

20.|AaB□CcA□BbC□| (1分);434.7pm(1分)

三.解答题

21.(1) 5 (1分) 3 (1分) 6(1分)

(2)

(1分)

(3) 3 (1分) (4) 0.1665 (2分)

四.(1)4α+2(3)1/2β (3分)

(2)4α+4β (3分)

(3)B更稳定，能量更低;五.(1)(2分);(2)(3分);代入含时薛定谔方程;(3)(8分);(4)(3分);六.(1)(6分);(2)(6分);七.;(1)波函数图像如下;(2)归一化：;(1分);用态叠加原理，将该状态波函数用一维无限深势箱的本;(4分);所以若进行测量，只可能测得n=奇数的一维无限深势;(3)能量平均值=|c1|2

(3)B更稳定，能量更低。能量差为[2(3)1/2-4]β (2分)

五.(1)(2分)

(2)(3分)

代入含时薛定谔方程

(3)(8分)

(4)(3分)

六.(1)(6分)

(2)(6分)

七.

(1)波函数图像如下。显然，该粒子最接近一维无限深势箱的基态。(1分)

(2)归一化：

(1分)