2025年大学化学（结构化学）试题及答案

2025年大学化学（结构化学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）（总共6题，每题5分，每题只有一个选项符合题意）1.下列关于量子数的说法，正确的是（）A.主量子数n可以取任意正整数B.角量子数l的取值范围是0到n-1C.磁量子数m的取值范围是0到lD.自旋量子数ms只能取1/2答案：B2.下列分子中，属于极性分子的是（）A.CO₂B.BF₃C.CH₄D.NH₃答案：D3.下列晶体中，属于离子晶体的是（）A.金刚石B.干冰C.氯化钠D.铜答案：C4.下列原子轨道中，能量最高的是（）A.3sB.3pC.3dD.4s答案：C5.下列分子的空间构型为平面三角形的是（）A.SO₃B.NH₃C.H₂OD.CH₄答案：A6.下列关于分子轨道理论的说法，错误的是（）A.分子轨道由原子轨道线性组合而成B.分子轨道分为成键轨道和反键轨道C.电子在分子轨道中的填充遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则D.分子轨道理论只能解释分子的稳定性，不能解释分子的磁性答案：D第II卷（非选择题共70分）（总共4题，每题10分）7w1.简述量子力学中的态叠加原理，并举例说明其在结构化学中的应用。8w1.写出基态碳原子的电子组态，并说明其价电子数和价层电子构型。9w1.解释分子间作用力的类型及其产生的原因，并比较它们的相对大小。10w1.画出CO₂分子的路易斯结构式，并说明其化学键类型和分子的空间构型。（总共2题，每题15分）11w2.已知某晶体的晶胞参数a=5.0Å，b=6.0Å，c=7.0Å，α=90°，β=90°，γ=120°，试计算该晶体的体积。12w2.用分子轨道理论解释O₂分子的磁性，并计算其键级。（总共2题，每题20分）13w3.材料：有A、B、C三种元素，它们的原子序数依次增大。A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的1/半。A、B两元素能形成多种化合物，其中一种化合物的化学式为AB₂，该化合物的分子结构呈直线形。C元素的单质能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。问题：写出A、B、C三种元素的名称，并画出AB₂分子的结构示意图。14w3.材料：某金属晶体的原子堆积方式为面心立方最密堆积，晶胞参数为a。问题：计算该金属晶体的原子半径和空间利用率。（总共2题，每题25分）15w4.材料：有一化合物，其化学式为AB₃，A的原子序数为13，B的原子序数为9。问题：画出该化合物的路易斯结构式，指出其化学键类型和分子的空间构型，并说明该化合物是极性分子还是非极性分子。16w4.材料：已知某晶体的晶胞结构如图所示（此处无图，假设为简单立方结构），晶胞边长为a。问题：计算该晶体的密度，若该晶体为金属晶体，其原子半径为多少？答案：7.态叠加原理：若ψ₁和ψ₂是体系的两个可能状态，则它们的线性组合ψ=c₁ψ₁+c₂ψ₂（c₁、c₂为任意常数）也是体系的一个可能状态。在结构化学中，如分子轨道是由原子轨道线性组合而成，体现了态叠加原理。例如，H₂分子的分子轨道就是由两个H原子的1s轨道线性组合而成。8.基态碳原子的电子组态为1s²2s²2p²。价电子数为4个，价层电子构型为2s²2p²。9.分子间作用力包括色散力、诱导力和取向力。色散力是由于分子瞬间偶极产生的，存在于所有分子之间；诱导力是由诱导偶极与固有偶极之间的作用产生的，存在于极性分子与非极性分子之间以及极性分子与极性分子之间；取向力是由固有偶极之间的作用产生的，只存在于极性分子与极性分子之间。相对大小：色散力一般是主要的，诱导力次之，取向力较小。10.CO₂分子的路易斯结构式为O=C=O。化学键类型为两个碳氧双键。分子的空间构型为直线形。11.根据晶体体积公式V=abcsinγ，可得V=5.0Å×6.0Å×7.0Å×sin120°=188.9ų。12.O₂分子的电子组态为(σ₁s)²(σ₁s)²(σ₂s)²(σ₂s)²(σ₂pz)²(π₂px)²(π₂py)²(π₂px)¹(π₂py)¹。有两个单电子，所以具有顺磁性。键级=(成键电子数-反键电子数)/2=(10-6)/2=2。13.A为碳元素，B为氧元素,C为钠元素。AB₂分子的结构示意图为O=C=O。14.面心立方最密堆积中原子半径r=a/2√2。空间利用率=74%。15.A为铝元素，B为氟元素。路易斯结构式为F:Al: