一. (14分)
(1) 写出联系实物微粒波性和粒性的关系式;
(2) 写出Li2+的Schrödinger方程;
(3) 写出Pt原子能量最低的光谱支项;
(4) 计算H原子3dxy轨道的角动量和磁矩;
(5) 写出 的点群和全部独立的对称元素;
(6) 写出肽键中的离域π键;
(7) 计算 的配位场稳定化能(以Δ0表示);
(8) 解释分子轨道;
(9) 解释绝热电离能。
二. (5分)
计算H原子1s电子离核的平均距离。
三. (7分)
臭氧分子的键角约为116.8º,若用杂化轨道Ψ=c1ψ2s+c2ψ2p来描述中心氧原子的成键σ轨道,请推算:
(1) Ψ的具体形式;
(2) ψ2s和ψ2p在Ψ中的成分(所占百分数);
(3) 被孤电子对占据的杂化轨道的具体形式。
四. (7分)
在某条件下制得AxBy型离子晶体,该晶体属立方晶系,晶胞参数为1424pm,晶胞中A 离子的分数坐标为 , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , ; , , 。B离子的分数坐标为 , , ; , , ; , , ; , , 。
(1) 写出该晶体的化学式;
(2) 写出该晶体的特征对称元素;
(3) 画出晶胞沿4重轴的投影图;
(4) 指明该晶体的空间点阵型式和结构基元;
(5) 若将该晶体的空间结构看作B离子作最密堆积,A离子填入由B离子形成的多面体空隙,则A离子占据何种多面体空隙?占据空隙的分数为多少?
(6) 画出离子在(110)面上的排布图;
(7) 用CuKα射线(λ=154.2pm)摄取该晶体的粉末图,下列衍射中哪些不出现?111,200,220,300,311,222,400,331,420,422
(8) 计算d311和θ311。
五.(12分)
汞在正常熔点234.28K时 ,设液体汞和过冷液体汞的 ,并认为它是常数。将1mol,223.15K,101.325kPa的过冷液体汞,经绝热等压过程变为234.28K的液相汞与固体汞的平衡体系,请求算:
(1) 1mol汞体系由始态到终态的焓变;
(2) 液体汞变为固体汞的量;
(3) 体系汞的熵变及环境的熵变;
(4) 体系汞的Gibbs自由能变(已知 ;
(5) 上述过程是否为不可逆过程?应用何种判据得到你的结论?
六.(8分)
NaCl~H2O体系定压相
图如右:
(1) 分别写出相区A、B、C、D、E中所存在的稳定相;
(2) 组成为a的溶液降温过程的步冷曲线;
(3) 北极爱斯基摩人根据季节的变换,从海水中取出淡水,根据相图分析 其科学依据; H2O wt% NaCl·2H2O NaCl
(4) 如能从海水中取出淡水,试计算一顿海水能取出淡水的最大量是多少?已知海水的组成为含NaCl2.5%(wt%)三相点时溶液组成含NaCl23.4%(wt%)。
七.(10分)
(1) 反应 ,请写出标准平衡常数的统计力学计算公式(注明各符号所代表的物理量);
(2) 反应H2+I2=2HI。已知各分子性质如下:
M/gmol-1 θr/k θv/k D0/10-19J
H2(g) 2.016 87.5 5986 7.171
I2(g) 253.81 0.0538 306.8 2.470
HI(g) 127.92 9.43 3209 4.896
其中M为摩尔质量、θr为转动特征温度、θv为振动特征温度、D0为离解能。请计算该反应在298K时的标准平衡常数 。
(3) 实验测得(2)中反应之 ,若你所求数据与实验数据差别较大,请分析产生差别的原因(不必定量计算)。
八.(6分)
有人认为,在绝热可逆过程中,任何物质B的均相PVT封闭体系的焓随温度增高必然增加。此结论普遍成立吗?请通过论证并举例说明。已知 。
九.(10分)
乙醛光解反应历程如下:
Ia吸收光强
k2
k3
k4
(1) 请推倒CO生成反应速率方程及量子产率;
(2) 推导总反应表观活化能与各基元反应活化能之关系。
十.(9分)
用温度跃迁方法研究下列平衡反应:
298时,不同[I-]和[I2]时测得驰豫时间τ的数据如下:
[I-]/10-3mol·dm-3 [I2]/10-3mol·dm-3 τ/ns
0.57 0.36 70.7
3.45 0.14 32.4
求正、逆反应速率常数kf、kb及平衡常数K。
十一. (9分)
T=298K,Pθ时,电解一含Zn2+溶液,希望当Zn2+浓度降至1.00×10-4mol·kg-1时,仍不会有H2(g)析出,试问溶液的pH应控制在何值?已知H2(g)在Zn(s)上析出的超电势ηH2|Zn=φ可逆-φ不可逆=0.72V,且设此值与浓度无关。( )