2025年大学《化学》专业题库—— 化学反应机理的计算模拟研究.docxVIP

2025年大学《化学》专业题库——化学反应机理的计算模拟研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（请将正确选项的字母填入括号内，每题2分，共20分）

1.在过渡态理论中，描述过渡态状态的物理量是（）。

A.反应物能量与产物能量之和

B.反应物能量与产物能量之差

C.反应坐标上的最高能量点

D.任何基元反应步骤的能量

2.对于一个单分子异构化反应ABC，如果计算得到的最低能量路径是A→B→C，且B→C的能垒远高于A→B的能垒，则该反应的速率决定步骤最可能是（）。

A.A→B

B.B→C

C.C→A

D.无法确定

3.密度泛函理论（DFT）的核心思想是（）。

A.将电子运动看作经典的谐振子

B.利用分子轨道线性组合形成基组

C.通过电子密度函数来描述电子结构，并建立能量泛函

D.基于薛定谔方程的精确解

4.在计算化学中，使用非限制性SCF（RSCF）方法处理分子电子结构时，意味着（）。

A.假设所有电子自旋方向相同

B.假设所有电子自旋方向相反

C.不考虑电子间的库仑相互作用

D.允许在分子轨道中存在自旋平行配对的电子

5.分子力学（MM）方法主要用于研究（）。

A.分子电子结构及光谱性质

B.分子几何构型和能量

C.原子核性质和反应

D.化学反应速率常数

6.计算得到的分子振动频率中，具有虚数数值的是（）。

A.平衡构型下的振动模式

B.过渡态构型下的振动模式

C.最低能量路径上的振动模式

D.任何基频振动模式

7.对于一个基元反应ABC→D，如果其势能面呈“山谷”形，则其反应坐标是（）。

A.从A点到B点的连线

B.从B点到C点的连线

C.从A点到C点的连线

D.A点的能量到C点的能量

8.在计算模拟中，零点能（ZPE）校正通常用于（）。

A.降低计算得到的反应能垒

B.提高计算得到的反应热

C.考虑量子力学效应，使计算能量更接近真实能量

D.消除计算过程中的数值误差

9.如果一个计算得到的分子几何构型优化后不收敛，可能的原因是（）。

A.选择的力场参数不合适

B.优化算法设置不当

C.分子结构过于复杂

D.以上都是

10.计算模拟方法在研究反应选择性方面主要帮助（）。

A.确定反应的平衡常数

B.预测不同产物形成的相对速率

C.测量反应的活化能

D.分析反应的动力学过程

二、填空题（请将答案填入横线上，每空2分，共20分）

1.过渡态理论由__________和__________提出，认为反应速率由最慢的基元反应步骤决定。

2.密度泛函理论（DFT）中，描述电子对相互作用的交换关联泛函通常用__________表示。

3.分子力学（MM）方法通过定义__________和__________来描述原子间相互作用。

4.计算化学中，描述分子振动频率与原子位移关系的是__________定理。

5.在构建反应机理时，需要确定反应路径并计算各路径上的__________和__________。

6.计算得到的反应热（ΔH）通常是指__________状态下的能量差。

7.使用密度泛函理论（DFT）计算分子能量时，需要首先构建合适的__________。

8.原子间的化学键通常可以通过分析__________和__________来判断。

9.计算模拟可以用来研究__________、____________和__________等化学问题。

10.比较不同计算方法（如HF、MP2、DFT）结果的可靠性时，需要考虑其__________和__________。

三、简答题（请简要回答下列问题，每题5分，共20分）

1.简述过渡态理论（Eyring理论）的基本思想及其主要应用。

2.简述分子力学（MM）方法的基本原理及其局限性。

3.解释计算化学中基组（basisset）的含义，并说明选择基组时需要考虑的因素。

4.简述如何通过计算得到的振动频率和虚频来判断分子几何构型的优化是否完成以及寻找过渡态。

四、计算与分析题（请完成下列计算和分析，共40分）

1.