清华大学线性代数期中考试2008年

2008-2009年度第一学期《化学原理》期中考试试卷
班级_________ 姓名__________ 学号_________ 得分
一、单项选择题（共40分，每题1分）
1．下列说法中正确的是………………………………………………………….( )
(A)实际气体在其压强比较低、温度比较高时为理想气体。

(B)等温等压下，两种气体的相对扩散速率之比与他们摩尔质量的平均根成正比。

(C)理想气体分子的平均动能与气体温度成正比。

(D)理想气体分子的速率分布图与其能量分布图形态相同。

2．22℃和100kPa下，在水面上收集H2 0.100g，在此温度下水的蒸气压为2.7kPa，则H2的体积应为...............................................................................................( )
(A) 12.6L (B) 24.5L (C) 1.26L (D) 2.45L
3．二氧化硫的临界温度和临界压力分别为157℃和78atm。

液态二氧化硫在25℃时蒸气压为3.8atm。

下列说法正确的是............................................................( )
(A) 25℃和1atm下，二氧化硫是液体。

(B) 在25℃时，二氧化硫贮罐的压力为5atm。

(C) 二氧化硫的沸点在25℃~157℃之间。

(D) 气态二氧化硫冷却至150℃和80atm时将凝聚。

4．预测He、O2、NO、CO2气体中，van der Waals常量b最大的是……...…( )
(A) He (B) O2(C) NO (D) CO2
5．下列说法中正确的是..........................................................................................( )
(A) 永久气体永远不能被液化。

(B) 沸点较高的气体，则临界温度也一定高。

(C) 沸腾现象在液体的内部和表面同时发生。

(D) 过冷水的蒸汽压等于相同温度下冰的蒸汽压。

6．玻尔原子理论最主要的成功之处为..................................................................( )
(A) 证明了原子核外电子是在球形轨道上运动。

(B) 说明了原子中电子的能量是量子化的。

(C) 解释了氢原子的光谱线。

(D) 证明了氢原子中，电子距核越远，其运动速度越大。

7．下列原子和离子中，原子轨道能量与角量子数无关的是...............................( )
(A) He (B) Be3+(C) Li (D) Li+
8．量子力学的一个轨道..........................................................................................( )
(A) 指n具有一定数值时的一个波函数。

(B) 指n, l具有一定数值时的一个波函数。

(C) 指n, l, m三个量子数具有一定数值时的一个波函数。

(D) 指n, l, m, m s四个量子数具有一定数值时的状态。

9．下列关于波函数径向分布图的说法，错误的是..............................................( )
(A) 径向分布函数D(r)代表在半径为r的单位厚度球壳内电子出现的概率。

(B) 由径向分布图可以看出，核外电子可认为是按层分布的。

(C) 由径向分布图可以看出，3s电子云内部不存在节面。

(D) 由径向分布图可以看出，外层原子轨道存在钻穿效应。

10．电子在xy平面上出现的概率密度为零的轨道是..........................................( ) d(B) p x(C) d xy(D) d xz
(A) 2
z
11．下列关于元素所处周期数及族数的说法正确的是.........................................( )
(A) s区、p区元素的族数等于原子最外电子层所能容纳的电子数。

(B) 周期数等于原子核外电子所占有的电子层数。

(C) 周期数等于原子核外电子所处最高能级组的组数。

(D) 副族元素的族数等于原子最外电子层所容纳的电子数。

12．根据原子轨道的Cotton能级图，可以说明....................................................( )
(A) 第四周期元素的3d轨道能级低于4s。

(B) 第四周期的过渡金属被氧化时，4s轨道都先于3d轨道失去电子。

(C) 原子轨道的能量和原子序数有关，各原子轨道均发生能级分裂。

(D) 钾原子的1s轨道能量与钙原子的1s轨道能量相等。

13．钻穿效应越大，则............................................................................................( )
(A) 轨道能量越高(B) 轨道能量越低
(C) 原子的能量越低(D) 原子能量越高
14．以下元素的原子半径递变规律是.....................................................................( )
(A) Be<B<Na<Mg (B) B<Be<Mg<Na
(C) Be<B<Mg<Na (D) B<Be<Na<Mg
15．在周期表中，第一电子亲和能具有最大值的元素是......................................( )
(A) 氟(B) 氯(C) 溴(D) 氧
16．下列关于原子半径的说法正确的是.................................................................( )
(A) 共价半径指同种元素的两个原子形成分子时，核间距离的一半。

(B) 若一种元素同时具有共价半径和金属半径，则其共价半径的数值较大。

(C) 若一种元素同时具有共价半径和金属半径，则其共价半径的数值较小。

(D) 范德华半径的数值与共价半径和金属半径的数值相比较小。

17．下列陈述中正确的是.........................................................................................( )
(A) 按照价键理论，两成键原子的原子轨道重叠程度越大，键的强度越小。

(B) 多重键中只有一个σ键。

(C) 键的极性越大，键就越强。

(D) 两原子间可形成多重键，但两个以上的原子间不可能形成多重键。

18．中心原子采用sp3d杂化轨道成键的分子，空间构型可能是..........................( )
(A) 八面体，四方锥，平面四方形(B) 直线形，T形，变形四面体
(C) 直线形，V形，平面四方形(D) 变形四面体，八面体，T形
19．O3中的中心氧原子采用的杂化类型是.............................................................( )
(A) sp2(B) sp (C) sp3(D) p轨道成键
20．下列离子或分子中，具有反磁性的是...............................................................( )
(A) O2(B) O2-(C) O22-(D) O2+
21．在CsCl型的离子晶体中，其晶胞的类型为.....................................................( )
(A) 简单立方(B) 面心立方(C) 六方(D) 简单正交
22．在面心立方的NaCl晶体中，每个单位晶胞中所含Na+或Cl-的粒子数平均皆为...............................................................................................................( )
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 6
23．下列关于绝缘体、半导体和导体的说法中，正确的是.....................................( )
(A) 除了有满带外，空带和导带重叠的是半导体。

(B) 在空带和满带间存在着能量间隔较大的禁带的是绝缘体。

(C) 在空带和满带间存在着能量间隔较小的禁带的是绝缘体。

(D) 除了有满带外，空带和导带不重叠的是半导体。

24．极性分子与非极性分子存在的吸引作用包括.................................................( )
(A) 色散作用、取向作用 (B) 取向作用、诱导作用
(C) 色散作用、诱导作用 (D) 取向作用、诱导作用、色散作用
25．下列物质中，正离子极化作用最弱的是..........................................................( )
(A) NaCl (B) MgCl 2 (C) AlCl 3 (D) SiCl 4
26．下列物质中，分解温度最低的是..... .....................................................( )
(A) CaCO 3 (B) PbCO 3 (C) NH 4HCO 3 (D) Ca(HCO 3)2
27．CO 2分子中存在着..............................................................................................( )
(A) 一个43∏ (B) 一个3
3∏
(C) 两个43∏ (D) 两个3
3∏
28．石墨中碳原子层之间的作用力是.....................................................................( )
(A) 共价键 (B) 配位键 (C) 离域Π键 (D) 范德华力
29．下列离子中，最容易水解的是..........................................................................( )
(A) Fe 3+ (B) Sc 3+ (C) Y 3+ (D) La 3+
30．下列离子中，变形性最大的是..........................................................................( )
(A) CO 32- (B) SO 42- (C) ClO 4- (D) MnO 4-
31．下列关于价键理论处理配合物的说法不妥的是……………........................( )
(A) 中心离子在形成配合物时，其空的原子轨道需进行杂化。

(B) 配合物的空间构型取决于中心离子的杂化方式。

(C) 中心离子与配位体间主要靠静电力结合。

(D) 并不是所有中心离子都能生成内轨型配合物。

32．具有旋光异构体的配合物是.............................................................................( ) (A) [CoCl 3(NH 3)3] 八面体 (B) Pt(NH 3)2Cl 2 平面正方形
(C) [CoClBr(NH 3)(H 2O)] 四面体 (D) [Co(NH 3)4Cl 2] 八面体
33．下列影响配合物分裂能Δ大小的因素中，正确的是哪一组...........................( )
(A) 配合物的几何构型：八面体>正方形
(B) 配体种类：CN ->H 2O>F ->Cl ->Br ->I -
(C) 形成体的电荷：Fe 3+<Fe 2+
(D) 中心原子d 轨道的主量子数：3d>4d>5d
34．羰基配合物[Fe(CO)5]的磁矩为0，它的空间构型为…………........................( )
(A) 三角锥形 (B) 平面四方形 (C) 三角双锥型 (D) 四方锥形
35．在八面体的Co 2+离子的配合物中，高自旋状态和低自旋状态的晶体场
稳定化能差值的绝对值为(不考虑电子成对能)...........…..……........................( )
(A) 4Dq (B) 10Dq (C) 16Dq (D) 20Dq
36．晶体场理论不能解释的是.....................................……………........................( )
(A) 高低自旋性质 (B) 磁性 (C) 吸收光谱 (D) 光谱化学序列
37．在正方形晶体场中，3d 轨道将分裂成多少个能级.............…........................( )
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
38．下列叙述中错误的是.........................................................................................( )
(A) [Fe(H 2O)6]3+，高自旋 (B) [Ni(CN)4]2-，低自旋
(C) [Ni(CO)4]，高自旋 (D) [Fe(CN)6]4-，低自旋
39．下列各配合物中，有顺磁性的是...........................……………........................( )
(A) ZnF 42- (B) Ni(CO)4 (C) [Fe(CN)6]3- (D) [Fe(CN)6]4-
40．根据晶体场理论，在一个八面体强场中，中心离子电子数为多少时，
晶体场稳定化能最大(指绝对值，不考虑电子成对能).....……........................( )
(A) 9 (B) 6 (C) 5 (D) 3
三、填空题（共25分，每空1分）
1．在273K，235UF6和238UF6气体的方均根速率分别为：__________m·s-1和__________m·s-1。

(F的原子量为19)
2．已知苯酚的正常沸点为455.1K，如果外压减至1.333×104Pa，则苯酚的沸点为__________K?(苯酚的摩尔蒸发热为48.139kJ·mol-1)
3．波函数ψ是描述_________________________数学函数式，|ψ|2的物理意义是_____________________________。

4．M3+离子3d轨道上有3个电子，表示电子可能的运动状态的四个量子数是：_____ ____________________，该原子的核外电子排布是_________________。

5．锆与铪、铌与钽性质相似是由于________________造成的。

6．电子云的角度分布与波函数的角度分布图形类似，主要区别为_______________ _____________________和_______________________________。

7．SO2中的S原子杂化类型是__________，分子中还存在一个离域大Π键，用符号表示为_____________。

8．写出三方晶系的晶胞参数：_____________________________________。

9．MgO为离子晶体，Mg2+离子半径为66pm，O2-离子半径为132pm，则MgO晶胞的边长为_______________pm。

晶体的密度为_________________ g·cm-3。

(Mg的相对原子质量为24.3)
10．因为Ca2+的极化作用________Mg2+，所以CaCO3的分解温度_______MgCO3。

11．SO42-离子中不存在离域的大Π键，其理由是__________________________。

12．氢键一般具有饱和性与方向性，具有分子内氢键的物质，其熔沸点往往_______。

13．在电子构型为d1~d9的过渡金属离子中，既能形成高自旋又能形成低自旋八面体配合物的离子，其d电子构型是______________。

14．[FeF6]3-配离子的中心离子在晶体场中的d电子分布可表示为_____ _________________________________(用符号表示)。

15．Ni(CO)4的中心原子所采取的杂化轨道应是__________杂化。

16．若不考虑电子的成对能，[Co(CN)6]4-的晶体场稳定化能为_______Dq，[Co(H2O)6]2+的晶体场稳定化能为________Dq。

17．配离子Ti(H2O)63+可见光谱的最大吸收峰在20300cm-1，则1Dq=_______ cm-1。

四、判断题（共10分，每题1分）
1．当温度升高时，气体分子的最可几速率上升，但几率下降。

2．在相同温度和压力下，He的扩散速率与H2的扩散速率相等。

3．角量子数规定了电子在空间角度分布的情况，磁量子数反映出原子轨道在空间的不同取向。

4．根据原子基态电子构型，可以判断若有多少个未成对电子就形成多少个共价键。

5．径向分布图中出现电子几率最大的球壳处，电子出现的几率密度也最大。

6．共价键结合力的本质是电性的，来源于两个原子核对共用电子对所形成的负电区域的吸引力。

7．电子自旋本质上是一种量子化现象。

8．在等径球的最密堆积中存在两种空隙：四面体空隙和八面体空隙。

9．单电子数目为奇数的金属离子所形成的配合物也可能具有反磁性。

10．关于配合物的颜色，应该用配合物的价键理论去描述。

五、计算与简答题（共25分）
1．25℃，一个容器中充入等物质的量的H2和O2，总压为100kPa。

混合气体点燃充分反应后回到25℃，容器中氧的分压是多少？若已知在25℃时水的饱和蒸气压为
3.17kPa，问容器中气体的总压是多少？
2．(1) 请应用价键理论描述CO32-的结构；(2) 简述各元素的原子半径在元素周期表中的变化趋势(从同周期、同族的角度分析)；(3) 请写出N2的分子轨道式，说明N2是否具有顺磁性，并计算键级。

3．判断配离子Fe(H2O)6]2+，[Fe(CN)6]4-是高自旋还是低自旋，并计算配合物的磁矩μ以及晶体场稳定化能（CFSE）。