化学计算能力（有机、原理）最终评估试题

化学计算能力（有机、原理）最终评估试题一、有机化学计算综合题（一）有机物分子式与结构推断燃烧法测定分子式某液态有机物A由C、H、O三种元素组成，摩尔质量为74g/mol。取3.7gA在足量O₂中完全燃烧，将产物依次通过浓H₂SO₄和碱石灰，测得浓H₂SO₄增重2.7g，碱石灰增重6.6g。（1）计算A的分子式（写出计算过程）；（2）若A能与Na反应生成H₂，且分子中无甲基，写出A的结构简式。核磁共振氢谱与结构计算有机物B的分子式为C₅H₁₀O₂，其核磁共振氢谱有3组峰，面积比为3:2:2，红外光谱显示分子中含酯基。（1）计算B的不饱和度；（2）写出所有符合条件的B的结构简式，并标注等效氢种类。（二）有机反应限量计算酯化反应产率计算用20.0g乙酸（CH₃COOH）和18.4g乙醇（C₂H₅OH）在浓H₂SO₄催化下加热反应，实际得到乙酸乙酯22.0g。（1）计算理论上生成乙酸乙酯的质量；（2）计算该反应的产率（保留1位小数）。加聚反应链节数计算1,3-丁二烯（C₄H₆）发生加聚反应生成顺式聚1,3-丁二烯，若生成聚合物的平均相对分子质量为5.2×10⁴，计算该聚合物的平均链节数（保留整数）。（三）立体异构与手性分子计算二氯代物同分异构体数量立方烷（C₈H₈）的结构为正方体，计算其二氯代物的同分异构体数目，并写出所有结构简式的键线式。手性碳原子判断与计算化合物C的结构简式为CH₃CH(OH)CH(NH₂)COOH，计算分子中手性碳原子的数目，并标注其位置。二、化学反应原理计算（一）反应热与盖斯定律燃烧热与热化学方程式已知：①2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)ΔH₁=-571.6kJ/mol②C₂H₄(g)+3O₂(g)=2CO₂(g)+2H₂O(l)ΔH₂=-1411.0kJ/mol③C₂H₅OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+3H₂O(l)ΔH₃=-1366.8kJ/mol（1）计算H₂的燃烧热；（2）利用盖斯定律计算反应C₂H₄(g)+H₂O(l)=C₂H₅OH(l)的ΔH。键能与反应热计算已知N≡N键能为946kJ/mol，H-H键能为436kJ/mol，N-H键能为391kJ/mol，计算合成氨反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)的ΔH。（二）化学平衡常数与转化率计算平衡常数与转化率综合计算在2L密闭容器中，通入2molCO和1molH₂O(g)，发生反应CO(g)+H₂O(g)⇌CO₂(g)+H₂(g)。800℃时反应达到平衡，此时CO的转化率为60%。（1）计算800℃时该反应的平衡常数K；（2）若温度不变，再通入1molH₂O(g)，重新达到平衡时CO的转化率。分压平衡常数（Kp）计算一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)。起始时NO₂的分压为100kPa，平衡时总压为75kPa。（1）计算平衡时NO₂和N₂O₄的分压；（2）计算该温度下反应的Kp（用分压表示，单位kPa⁻¹）。（三）电解质溶液与离子浓度计算弱电解质电离平衡计算25℃时，0.1mol/LCH₃COOH溶液的pH=2.87。（1）计算CH₃COOH的电离平衡常数Ka（保留2位有效数字）；（2）若向该溶液中加入等体积0.1mol/LCH₃COONa溶液，计算混合后溶液的pH（已知lg1.8=0.26）。溶度积（Ksp）计算已知25℃时，Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰，Ksp(Ag₂CrO₄)=1.1×10⁻¹²。（1）计算25℃时AgCl饱和溶液中c(Ag⁺)；（2）向浓度均为0.01mol/L的Cl⁻和CrO₄²⁻混合溶液中滴加AgNO₃溶液，判断先沉淀的离子，并计算当第二种离子开始沉淀时，第一种离子的浓度（忽略溶液体积变化）。（四）电化学计算原电池电极反应与电子转移计算锌铜原电池中，电解质溶液为1mol/LCuSO₄溶液，两极材料分别为Zn片和Cu片。（1）写出正极的电极反应式；（2）若电路中转移0.2mol电子，计算正极增重的质量。电解池产物与电量计算用惰性电极电解500mL0.1mol/LCuSO₄溶液，当电路中通过0.05mol电子时停止电解。（1）计算阴极和阳极生成产物的物质的量；（2）计算电解后溶液的pH（假设溶液体积不变）。三、综合应用题化工流程与计算综合工业上用黄铁矿（FeS₂）制备硫酸的流程如下：FeS₂→SO₂→SO₃→H₂SO₄（1）煅烧120t含FeS₂80%的黄铁矿（杂质不反应），理论上可生成SO₂的体积（标准状况下）；（2）若SO₂催化氧化为SO₃的转化率为95%，SO₃吸收为H₂SO₄时的吸收率为98%，计算最终可制得98%的浓硫酸的质量。配位化合物组成计算某配位化合物的组成为CoCl₃·4NH₃·H₂O，取0.1mol该化合物溶于水，加入足量AgNO₃溶液，生成0.2molAgCl沉淀。（1）推断该配合物的内界和外界；（2）写出该配合物的化学式，并指出中心离子的配位数。化学动力学计算某反应2A(g)→B(g)+C(g)为一级反应，在600K时半衰期为30min。（1）计算该反应在600K时的速率常数k（单位：min⁻¹）；（2）若起始浓度c(A)=0.1mol/L，计算反应进行90min后A的浓度。有机合成路线中的限量计算以乙烯为原料合成乙酸乙酯的路线如下：CH₂=CH₂→CH₃CH₂OH→CH₃CHO→CH₃COOH→CH₃COOCH₂CH₃已知各步反应的转化率分别为：①90%、②85%、③92%、④88%。若要制备500g乙酸乙酯（纯度99%），计算所需乙烯的质量（保留整数）。四、拓展计算题同位素标记与反应机理计算用¹⁸O标记的乙醇（CH₃CH₂¹⁸OH）与乙酸发生酯化反应，反应结束后检测到产物乙酸乙酯中含有¹⁸O。（1）写出该反应的化学方程式（标注¹⁸O的位置）；（2）若起始时CH₃CH₂¹⁸OH的物质的量为1mol，反应达到平衡时转化率为60%，计算平衡体系中含有¹⁸O的物质种类及各自的物质的量。复杂氧化还原反应配平与计算配平下列离子方程式，并计算当生成1molCr³⁺时，转移电子的物质的量：Cr₂O₇²⁻+Fe²⁺+H⁺