结构与物性习题--期末考试内容

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1、1．论述题（20分）试述环境和化学的关系？简述当今全球的重大环境问题？2．简答题(每小题20分)：1.写出碳原子的电子组态，估计其电负性?金刚石和石墨中的C-C键是什么键？用原子轨道杂化理论解释之？解释石墨为何具有金属光泽和导电性？2.晶胞的两个要素？简述晶体对称元素和对称操作的种类？X射线具有何特点及与物质相互作用？用简图画出（100）、（111）和（110）晶面，并且再画出和Z轴平行的各晶面在XY平面的投影？3．物质磁性的种类？试定性的描绘永磁材料和软磁材料的磁滞回线图，指出它们的主要差别？指出Br、Hc和(BH)m名称和物理意义？3．计算题（20分）：参照P300的例子来求

2、算已知KCl晶体的生成热-437kJ/mol，金属钾的升华热89kJ/mol，K原子电离能为418kJ/mol，Cl2的解离能为244kJ/mol，Cl原子的电子亲和能为-349kJ/mol，试做KCl晶体的Born-Haber循环图，求出KCl的点阵能？4．计算题（20分）：已知CaCl2晶体的生成热-796kJ/mol，金属钙的升华热178kJ/mol，Ca原子第一、二电离能分别为590kJ/mol和1150kJ/mol，Cl2的解离能为244kJ/mol，Cl原子的电子亲和能为-349kJ/mol，，试做CaCl2晶体的Born-Haber循环图，求出CaCl2的点阵能？1

3、.试简述第六周期元素从Cs到Hg硬度变化规律及产生的原因.54答：第六周期元素从Cs到W逐步增大，但从W到Hg却逐步减小。由于有相对论效应的影响，6S轨道收缩，能级降低与5d轨道一起组成6个价轨道。金属中这六个价轨道和周围配位的相同的金属原子的价层轨道产生相互叠加作用，且这六个价轨道和配位环境的对称性都很高。各个轨道都能参加成键作用，平均而言，每个原子3个成键轨道和3个反键轨道，电子按能量由低到高排列，当价电子数少于六个时电子填入成键轨道，随着电子数的增加，能量降低增多，结合力加强硬度上升。到达W时成键轨道排满，结合力最强，硬度最高，多于6个电子时，电子填入反键轨道上，结合力随着

4、电子数的增多而逐步减弱，硬度逐渐下降。2.什么是电子能谱？举例说明3种电子能谱并简明说明其特点。答:电子能谱：能量确定的电子或者光子照射样品使之电离，发射出电子，分析电离产生的电子数量和动能关系。；利用结合能为横坐标，被激发电离产生的电子数为纵坐标，所得电子数~Eb~（orEk）关系图称为电子能谱。（1）.紫外光电子能谱：激发源是紫外光；特点是使价层电子电离；（2）X射线光电子能谱：激发源是单色X射线：特点是内层电子电离；（3）俄歇电子能谱：激发源是高能电子或者X射线（内层电子被电离后，会发生两个过程，光辐射过程--辐射出特征X射线，俄歇过程--特征X射线激发一个二次电子，即俄歇

5、电子。）3.什么是不对称合成？什么是外消旋体的拆分？什么是外消旋混合物？答：不对称合成：在合成反应中，设法使反应物的对称基因反应，产生不等量的旋光异构体产生的合成。外消旋体的两个对应体的物理性质相同，不能用一般的蒸馏等物理方法使它们分开，将外消旋体的两个对映体分开的方法称为外消旋体的拆分，若外消旋体是一种酸，通常注入一种具有特定手性的碱，使酸碱进行作用生成盐结晶体，两种对映体的酸和一种手性碱往往空间堆积条件的不同，盐的性质就会不同，利用这种性质的差异即可拆分。将一对对映体化合物等量混合，称为外消旋混合物。4.燃料电池由哪三部分组成？燃料电池与干电池的主要差别是什么？简单说明酸碱性

6、电解质氢氧燃料电池的差别（要用反应方程说明）。答：燃料电池由电极，电解质和催化剂三部分组成。燃料电池与干电池的主要差别在于化学反应物质不是储存在电池的内部，而是用外加的设备，源源不断地提供燃料和氧化剂等反应物。对酸性电解质：负极：H2→2H++2e-；正极：2H++1/2O2+2e-→H2O。对碱性电解质：负极：H2+2OH-→2H2O+2e-；正极：1/2O2+H2O+2e-→2OH-对上述两种电解质，总的电池反应都是：H2+1/2O2→H2O。酸性电解质的氢氧燃料电池，氧化生成物在氧气侧产生；碱性电解质电池，水在氢气侧产生。5.简单说明一下什么是阴极（正极）保护法。答在钢铁上

7、焊上一块更易氧化的金属，如锌或镁合金，当水或者潮湿空气接触金属时，锌和铁因为电极电势不同，锌发生氧化作用，是阳极；铁起还原作用，是阴极，锌被氧化溶解，铁不会被腐蚀，直到铁全部被溶完为止。负极：Zn→Zn2++2e-；正极：1/2O2+2H++2e-→H2O。6.汞熔点低而相邻的金的熔点很高。“真金不怕火炼”，是什么原因。答：电子结构：由于6s轨道收缩，能级显著下降，与5d轨道一起形成最外层的价轨道。这时金具有可类似于卤素的电子组态，有些性质和卤素相似。汞具有类似于稀有气体的电子组