清华大学化学反应原理期中试题及答案 - 图文

《化学原理》第一次测验

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一填空题(60 percent)

1. 下列表述中符合气体分子运动论的是____②_____④___________________

①?气体分子均方根速率与体系温度成正比 ②?气体分子平均动能与体系温度成正比

③?气体体系的压力与气体分子撞击器壁的动量成正比 ④?气体体系的温度是一个统计量

⑤?气体分子与器壁间存在分子间相互作用

2. 下列关于电子自旋的表述中正确的是______①_____________

①?自旋量子数的发现表明微观粒子还存在第四个自由度 ②?自旋量子数既可以取半整数也可以取整数 ③?电子自旋本质上是一种经典电磁现象

④?气态Ag原子束通过非均匀磁场时会全部偏向一边

⑤?电子在能量相同的轨道上分布时总是尽可能自旋配对占据最少的轨道

5142

3. 原子序数为42和74的元素其价层电子排布分别为__4d5s(Mo)、5d6s(W)__________

它们周期和族分别为___5周期VIB族(Mo)、6期VIB族(W)_____； 钌、钯和铂是三种重要的贵

711091

金属元素其价层电子排布分别为_4ds(Ru)、4d(Pd)、5d6s(Pt)_____它们周期和族分别为_5周期VIII族(Ru)、5周期VIII族(Pd)、6期VIII族(Pt)

4. 证实电子具有波动性的实验是_____②______________

① Rutherford α粒子散射实验 ② Davisson-Germer实验 ③ G. Thomson实验 ④ Milliken油滴实验

⑤ Feynman双狭缝衍射实验

5. 下列五组量子数中合理的是_______④________相应的原子轨道符号为______5d________

① 3, 0, 1, -1/2 ② 2, 2, 0, 1/2 ③ 4, 3, -4, -1/2 ④ 5, 2, 2, +1/2 ⑤ 3, 1, -2, -1/2

10122626101

6. 原子序数为29的元素其核外电子排布为___Cu: [Ar]3d4s__或__ Cu: 1s2s2p3s3p3d4s_ 此元素的周期和族分别为___________4周期IB族(Cu)____________

画出此元素原子最外层电子的原子轨道角度分布图及其电子云径向分布图

7.下列元素具有最低第一电离能的是______②_______最高第一电离能的是______④_______

①?Mg ②?Al ③?Si ④?P ⑤?S

8. 理想气体的两点假设是:

①_分子间没有相互作用力_______________；②__分子是没有体积的质点_______________

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9. 某些实际气体压缩系数Z随压力变化的曲线先下降后上升的原因是：

当分子间引力因素起主要作用时Z小于1，当气体的体积因素比较突出时Z将大于1

___________________________________________________________________________________________________________________

10. 下列表述中符合气体扩散定律的是___③____④____________

① 等温等压下气体扩散的速率与它的密度成反比 ② 气体扩散的速率与小孔的孔径无关

③ 等温等压下两种气体的相对扩散速率之比与它们的摩尔质量的平方根成反比

235

238

④ 实验上分离U和U是利用它们的气体化合物的分子量差别来实现的 ⑤ 等温等压下氦气与氢气的扩散速率相同

11. 关于物质的相变下列表述中不正确的是____②____③____④____

① 理想气体在临界温度以下不能被液化 ② 固液线上固相与液相的蒸气的压力相等

③ 在相图中过冷线上的液体与另外两相处于平衡状态 ④ 永久气体是永远不能被液化的气体

12. 下列关于原子电子结构的表述中正确的是__________⑤_________

① 原子中的电子有确定的飞行轨道

② 电子波函数的平方表示电子在空间某一点处出现的几率密度 ③ 电子波函数的空间外形被称为电子云

④ 一个电子的行为可以用n、l、m三个量子数完全描述

⑤ 原子轨道ψ2px是由另外两个原子轨道ψ211和ψ21-1线性组合而成的

13. 下列关于电子性质的表述中正确的是____②______④________ ??① 原子中的电子具有明确的运动轨迹

② 电子自旋本质上是一种量子化现象

③ 核外电子的运动范围局限在有限的空间内

④ 一个原子轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子 ⑤ 微观粒子的测不准原理是从实验中总结得来的

14. 试解释镧系元素原子半径非常接近的原因：镧系元素由于新增电子填入内层f轨道导致电子对新增核电荷的屏蔽作用较强因此镧系元素原子半径下降缓慢__________________________

15. 在过渡元素中Nb铌VB第五周期和Ta钽VB第六周期的原子半径非常接近其原因是__镧系收缩_______________

16. 写出你知道和阅读过的至少三种化学与材料类期刊的名称________《大学化学》________、 ____《Journal of Chemical Education》_____、__________《今日材料》___________

17. 晶体中可能具有的对称轴有____1、2、3、4、6____________。1984年，中外科学家发现了存在5次对称轴的固体，这种固体称为___准晶体___。

3+2+

18．周期表中电负性最大的元素是__F__，电负性最小的稳定元素是__Cs__。Fe、Fe、Fe的电

3+2+

负性由大到小的顺序为___Fe > Fe > Fe

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19.下图是He、Cl2、N2三种分子在300K时的速率分布曲线，在图中标明各曲线的归属

20．近代化学之父是__①__；__⑤__创立了原子论；__④__提出了分子的概念。

①? A. L. Lavoisier ②? L. Pauling ③? R. Boyle ④? A. Avogadro ⑤? J. Dalton

二(10 percent) 一种含有C, H, N元素的气态化合物与过量的氧气混合使之完全燃烧生成二氧化碳、水蒸气和氮气。燃烧10 dm上述混合气体产生同温同压下4 dm二氧化碳、6 dm水蒸气、2 dm氮气，剩余1 dm氧气。问反应前混合气体中氧气的体积V是多少？化合物分子式是什么？ 解：

3

3

3

3

3

《化学原理》第一次测验

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三(10 percent ) 在 27℃和 101 kPa下, 使干燥空气通过乙二醇 [分子式为C2H4(OH)2, 常压下沸点为197℃，ΔvapHm= 41.4 kJ/mol]试计算每通过 1.00 m空气, 最多能带走多少质量的乙二醇? 解：

3

四(8 percent ) 以球形容器为例推导理想气体分子运动方程式。 证明：

y A B 0 z x

2设有一个半径为r的球形容器，它的体积为V，内有N个质量为m的气体分子，用u代表每个分子的速率。设一个分子沿x轴由B向A运动，每与器壁碰撞一次，分子

222动量改变值为?mu?mu??2mu

u2分子两次碰A壁，运动距离为2r,分子每秒碰撞A的次数为，因此分子每秒动

2r2?2?2m?2m??u??u?????量总改变值为?。故该分子对器壁压力为。容器内共有N个

2r2r22《化学原理》第一次测验

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2?2Nm??u???分子，各面壁共受力。容器总面积为4πr2,器壁受压强

2r2?2?2?2?2Nm?Nm?Nm?Nm??u??u??u??u????????????p?，

423V2r?4?r24?r23??r3222222?Nm??u???因此可得，pV??

32

22

五(6 percent ) 已知多电子原子的轨道能级公式为En = -13.6eV ? (Z-σ)/n。 试根据Slater规则计算氦原子的第一与第二电离能。 解：

六(6 percent ) 下图分别是CsCl、ZnS、CaF2的晶胞，指出（1）它们所属的晶格类型; (2)晶胞中所含有的阴阳离子数目

《化学原理》第一次测验

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解：

CsCl, 简单立方晶格。

八个顶点上各有一个同时属于相邻的八个相同晶胞的Cl-离子，?8?1，体心有一个单独的Cs离子。

Cl离子1个，Cs离子1个。

ZnS，立方面心晶格。

八个顶点上各有一个同时属于相邻的八个相同晶胞的S2-离子，六个面的中心上各有

2-2＋

一个同时属于相邻的两个晶胞的S离子。Zn离子位于立方体中心的空位中，单独的4个。

Zn2＋离子4个，S2－离子4个。

CaF2，立方面心晶格。

八个顶点上各有一个同时属于相邻的八个相同晶胞的Ca2+离子，六个面的中心上各有一个同时属于相邻的两个晶胞的Ca2+离子。F-离子位于立方体中心的空位中，单独的8个。

Ca2＋离子4个，F－离子8个。

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