2021年上海交通大学808无机与分析化学考研精品资料之陈虹锦《无机与分析化学》考研核心题库之计算题编
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一、计算题
1． NO 是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之2NO →N 2＋O 2试从热力学角度判断该方法能否实现？
【答案】518022590..H m r -=?-=θ
?kJ·mol -1 62242762101420561191....S m r -=?-+=θ?J·
mol -1·K -1 该反应要实现必须
m r G ?＜0
所以高温丌利
2． 称取硫酸镁样品0.2500g ，以适当方式溶解后，以0.02115mol/LEDTA 标准溶液滴定，用去24.90ml ，
计算EDTA 溶液对MgSO 4·
7H 2O 的滴定度及样品中MgSO 4的质量分数。（MgSO4·7H2O 摩尔质量246.5g ·mol-1，MgSO4摩尔质量120.5g ·mol-1）
【答案】MgSO 4·
7H 2O ~Mg 2+~EDTA O H O H O H M n m 2424247MgSO 7MgSO 7MgSO ????=
=O H EDTA EDTA M V c 247MgSO ??=0.02115×24.90×10-3×246.5＝0.1298g
)/(005213.090
.241298.024274MgSO 7MgSO /ml g V m T EDTA O H m EDTA O H ===?? )g (....m M M m O H MgSO O H MgSO MgSO 063450129805
246512024244477MgSO =?=?=?? 253802500
006345044...m m w MgSO MgSO ＝＝样=
3． 已知下列反应的标准摩尔焓
【答案】（1）C （石墨,s ）+O2（g ）====CO2（g ）
θ-1r m,1393.51 kJ mol H =-?Δ
（2）2221H (g)+
O (g)===H O(l)2 θ-1r m,2285.85 kJ mol H =-?Δ
（3）332227CH COOCH (l)+
O (g)===3CO (g)+3H O(l)2 θ-1r m,31788.2 kJ mol H =-?Δ
4． NH 3的分解反应为2NH 3（g ）N 2（g ）+3H 2（g ），在673K 和100kPa 总压下的解离度为98%，
求该温度下反应的平衡常数θK 和θ?r m G 。
【答案】 2NH 3（g ）
N 2（g ）+3H 2（g ） 1 0 0
平衡 （1-a ） 1/2a 3/2a
αα+-=11)(3总
p NH p ;αα+=12/1)(2总p N p ;α
α+=12/3)(2总p H p 23)()()(322θθθθp p p p p p K NH H N ?==6.992)98.102.0()98.147.1()98.149.0(23=? 6.992ln 673314.8ln ??-=-=?θθK RT G m r
410861.3?-=mol J /
61.38-=mol kJ /
5． 密闭容器中的反应CO （g ）+H 2O （g ）CO 2（g ）+H 2（g ）在750K 时其K =2.6，求：
（1）当原料气中H 2O （g ）和CO （g ）的物质的量之比为1:1时，CO （g ）的转化率为多少？ （2）当原料气中H 2O （g ）:CO （g ）为4:1时，CO （g ）的转化率为多少？说明什么问题？
【答案】（1）V 、T 丌变
CO （g ）+H2O （g ）CO2（g ）+H2（g ）
起始n/mol 1 1 0 0
平衡n/mol 1-x 1-x x x ∑n=2（1-x ）+2x=2
平衡分压
21x -p 总 21x -p 总 2x p 总 2x p 总 K =（p （H 2）/p ）（p （CO 2）/p ）（p （H 2O ）/p ）-1（p （CO ）/p ）-1 2.6=（2x ）2（21x -）-2
x=0.617
ε（CO ）=61.7%
（2）x 2/[（1-x ）（5-x ）]=2.6
x=0.92
ε（CO ）=92%
H 2O （g ）浓度增大，CO 转化率增大。
6． 查教材附录数据计算25℃时反应24226C H (g)+H (g)=C H (g)的r m G θ?，指出该反应在25℃和100KPa
下的反应方向。
【答案】C 2H 4（g ）＋H 2（g ）=C 2H 6（g ）
θθθθr m f m 26f m 2f m 24ΔΔ(C H ,g)Δ(H ,g)Δ(C H ,g)G G G G =--
=－32.86kJ·mol －1－0－68.15kJ·mol －1
=－101.01kJ·mol －1
在25℃和100kPa 下，乙烯的加氢反应可以正向进行。
7． 大力神火箭发动机采用液态N 2H 4和气体N 2O 4作燃料，反应产生的大量热量和气体推动火箭升高。反应为2424222N H (l)+N O (g)===3N (g)+4H O(g)
利用有关数据，计算反应在298K 时的标准摩尔焓θr m H Δ。若该反应的热能完全转变为使100kg 重物垂直升高的位能，试求此重物可达到的高度（已知：θ-1f m 24(N H ,l)50.63 kJ mol H =?Δ）。
【答案】根据反应2N 2H 4（l ）＋N 2O 4（g ）=3N 2（g ）+4H 2O （g ）计算其反应的标准摩尔焓θ
r m H Δ。
θθθθθr m f m 2f m 2f m 24f m 24Δ3Δ(N ,g)4Δ(H O,g)2Δ(N H ,l)Δ(N O ,g)H H H H H =+--
=0+4×（－241.84kJ·
mol －1）－2×50.63kJ·mol －1－9.66kJ·mol －1 =－1078.28kJ·mol －1
设重物可达到的高度为h ，则它的位能为mgh=100kg×
9.8m·s －2·h=980Nh 根据能量守恒定律980Nh=1078.3×
103J ， h=1100m
8． 关于生命起源的各种理论中，总要涉及动植物体内的一些复杂的化合物能否自发地由简单化合物转化得来。例如，298K 及标准状态下，计算下列反应的θ
r m G Δ，判断尿素能否由二氧化碳和氨自发反应得来。反应： 23222CO (g)+2NH (g)===(NH )CO(s)+H O(l)，
（已知θ-1
f m 22((NH )CO,s)197.15 kJ mol G =-?Δ）
【答案】 23222θθθθθr m f m 22f m 2f m 2f m 311111CO (g)+2NH (g)===(NH )CO(s)+H O(l)
[((NH )CO,s)+(H O,l)][(CO ,g)+2(NH ,g)]
[(197.15kJ mol )(237.14kJ mol )][(394.38kJ mol )2(16.12kJ mol )](434.29kJ mol )(G G G G G -----=-=-?+-?--?+?-?=-?--ΔΔΔΔΔ1θr m 2426.62kJ mol )
0,CO G -?<Δ反应自发进行，说明氨和能合成尿素。
9． 在317K ，反应N 2O 4（g 2NO 2（g ）的平衡常数θK =1.00。分别计算当体系总压为400kPa 和800kPa 时N 2O 4（g ）的平衡转化率，并解释计算结果。
【答案】 N 2O 4（g ）2NO 2（g ） 平衡时 1-α 2α
平衡总体系物质量＝1＋α
p 总为总压力，则p （N 2O 4）=p 总
αα+-11；p （NO 2）=p 总α
α+12 θθθp /)O N (p ]p /)NO (p [K 4222=＝θ
θα
αααp /p ]p /p [+-+11122总总 把总压为400kPa 和800kPa ，θp ＝100kPa 分别代入上式
可求得总压400kPa 时，=1α24.3% 总压800kPa 时，=2α17.4%
增大压力，平衡向气体分子数减少的斱向移动，α（N 2O 4）下降。
10．高炉炼铁中的主要反应有：
C （s ）+O 2（g ）→CO 2（g ）
1/2CO 2（g ）+1/2C （s ）→CO （g ）
CO （g ）+1/3Fe 2O 3（s ）→2/3Fe （s ）＋CO 2（g ）
（1）分别计算298.15K 时各反应的θ?r m H 和各反应θ
?r m H 值之和； （2）将上列三个反应式合并成一个总反应斱程式，应用各物质298.15K 时的θ?f m H 数据计算总反应的反应热，不⑴计算结果比较，并作出结论。
【答案】（1）∑?=
?θθνm f B m r H H