结构化学试卷(附答案)

《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。

（）的具体形式。

（）7、在休克尔分子轨道法中不需要考虑ˆH8、既具有偶极矩，又具有旋光性的分子必属于C n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α粒子（He 的原子核）, 其27416.8410,10m kg v m s --=⨯=⋅质量速度，室径210x m -=，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K d =⎰τψ2，利用下列哪个常数乘可以使之归一化( )A ． KB ． K 2C ．K /1 D.5、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. e 2xB. cos(x)C. xD. sin(x 3)7、处于状态sin()x a πψ=的一维势箱中的粒子，其出现在x =2a处的概率密度为( )A. 0.25ρ=B. 0.5ρ=C. 2/a ρ=D.()1/22/a ρ=8、 He +在321ψ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. ⎰∞=021d r ψB.⎰∞=021d r RC.⎰⎰∞=0π2021d d φθY D. ⎰=π021d sin θθΘ10、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, m s ）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 ．5 12、径向分布函数是指( )A ．R 2 B. R 2d r C. r 2R 2 D. r 2R 2d r13、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 ( )A ．1i rB ．i i r σC ．()i i Z r σ-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 ． 1S 15、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H aaB ．交换积分H abC ．重叠积分S abD ．重叠积分平方S 2ab 17、下列哪种分子或离子键能最大？( )A. O 2B. O 2-C. O 2+D. O 22-18、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 ν C. h ν D. 23 h ν 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 ．311424C C C = B ．2E σ= C ．3i i = D ．n nn i C i = 22、对于dv σσ,面,下列说法不正确的是（ ）A. v σ面通过主轴B. d σ面通过主轴C. v σ面一定是d σ面D. d σ面一定是v σ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：43211φφφφψA B B A +++= 43212φφφφψB A A B --+=43213φφφφψB A A B +--= 43214φφφφψA B B A -+-=则其键级P 12是多少？( )A. 2ABB. 4ABC. 0D. 1 25三、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3z p 状态有_____个径向节面和____个角度节面。

5、用Slater法计算Be(1s 22s 2)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（1s 1）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()()844h Ze e H m r r r ππεπε=-∇+∇-++，其中222122()8h m π-∇+∇表示 ，201211()4Ze r r πε-+表示_________________，201214e r πε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、H 2O 的全部对称操作构成C 2v 点群，完成下列乘法表。

2C υE 12C yz σ xz σ EE12Cyz σxz σ 12C12CExz σ yz σ yz σ yz σ xz σ xz σxz σyz σ13、对称元素C 2与h组合，得到_____________；C n 次轴与垂直它的C 2组合，得到_____________。

14、写出烯丙基（22CH CH CH =-）的休克尔行列式：15、具有 个π电子的单环共轭体系为稳定的结构，具有芳香性。

16、I 3和S 3不是独立的对称元素，因为I 3= ，S 3= 。

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()2222,1,2,3,...8n n n xn h x E n l lml πψ===，普朗克常数：346.62610J s -⨯⋅，电子质量：319.110kg -⨯）2、（6分）对H 原子，121022113311c c c ψψψψ=++，所有波函数都已归一化。

请对ψ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) /2π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 π出现的概率。

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（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,,-12hM l l l l l n π=+=+= 角动量在磁场方向的分量：0,1,2,,2z hM m m l π==±±±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.D 10.A 11.D 12.C 13.B 14.A 15.C 16.B 17.C 18.A 19.B 20.D 21.D 22.C 23.C 24.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. 0 4. 1, 1 5. -12.93eV 6. -24.6, -39.5eV 7. 221/2;;2S S8. 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,,,,;,,;,.n n n C i S I C C E E σσ 12. 1212E C C E13. 1011001x x x=14. 4m+215. 3333;.h I C i S C σ=+=+四、计算题（共32分，每小题分标在小题后）1. 22222271697--------2888---------2=9.4910---------2h h h E ml ml ml E h cmνλν-∆=-=∆==⨯分分分 2. (1)22221232212=(3.4 3.4 1.5)---1---1i i iE c E c c c P c c =-++=+∑分分(2)222123222123=()---121---1M c c c P c c c π++=++=分分(3)2223=()---120---1Z hM c c P π-=分分3.222221122222222()()()()()()()=----s s pz px py px py O σσσππππ***键级2 2分22242(1)(2)(3)(1)(2)=----NF σσσππ键级 2 2分2242(1)(1)(1)(2)=3----g u u g N σσπσ２键级 2分2242(1)(2)(1)(3)=3----CO σσπσ键级 2分4. (1) 1C 有， 有； ----2分 (2) 3v C 有， 无； ----2分 (3) 2h C 无， 无； ----2分 (4) 6h D 无， 无； ----2分 (5) 3d D 无， 无； ----2分(6)S无，无。