化学计算题

化学计算题

无机化学

1、高纯锡可在600 K温度下炼铸，这时反应 Sn(l) + O2(g) SnO2(s) 的 = - 418.4 kJ·mol-1。炼铸时常用氩作为保护气体，然而其中常包含分压力为1.0 ? 10-6 标准压力（ =100kPa）的氧。 试回答在此环境中锡是否会受到氧化？

答：用式Δr G m = + RT ln (1/) = -349.4 kJ·mol-1，表明锡在氩中能被氧化。

2、已知4NH4ClO4(s) 2N2(g) + 4HCl(g) + 5O2(g) + 6H2O = -639 kJ·mol-1用固体NH4ClO4

=

=

和铝粉混合成固体推进剂。估算高氯酸铵和铝粉的质量比。 (相对原子质量：N 14，Cl 35.5，Al 27.0)

答：4NH4ClO4 2N2 + 4HCl + 5O2 + 6H2O 2Al + O2 Al2O3

470 160 54 48 y = 71 24 27 x = 24 NH4ClO4和Al的质

《环境化学计算题》

P15页 （半衰期和生存期）（ 例25、26、27）

例25、 空气中甲烷和OH自由基反应属于二级反应，其速率常数k2＝8.4×10-15[cm3 ·个数/s]，又如自由基初始浓度[OH]=5×10[个/ cm],求CH4的生存期。

例26、1，3，5-三甲基苯在大气中被OH自由基和O3氧化属于二级反应，并已知大气中[OH]=1×10mol/L，[O3]=1.6×10mol/ cm，两速率常数分别为kOH=31×10L/(mol·s)，k O3=4.2×103 cm3/(mol·s)，求该化学物质在大气中的生存期。

例27、有一名受镉中毒的“骨疼病”病人，得病时体内含镉5000ppm，经2.6年死时含镉4350ppm，若镉在人体内代谢以一级反应方式进行，求镉在人体中的生物半减期 P17页（1－23、1－24、1－25）

1－23、 过氧乙酰硝酸酯（PAN）在大气中热分解反应为一级反应，其速率常数k1=3.6×10-4s-1，求PAN在大气中的半减期和生存期。

1－24、某放射性核素经过5个或10个半衰期后，残存的质量百分数各为多少？ 1－25、已知放射性

131

-15

-12

3

9

5

3

I的半衰期t1/2=8.0d，一份含

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《环境化学计算题》

P15页 （半衰期和生存期）（ 例25、26、27）

例25、 空气中甲烷和OH自由基反应属于二级反应，其速率常数k2＝8.4×10-15[cm3 ·个数/s]，又如自由基初始浓度[OH]=5×10[个/ cm],求CH4的生存期。

例26、1，3，5-三甲基苯在大气中被OH自由基和O3氧化属于二级反应，并已知大气中[OH]=1×10mol/L，[O3]=1.6×10mol/ cm，两速率常数分别为kOH=31×10L/(mol·s)，k O3=4.2×103 cm3/(mol·s)，求该化学物质在大气中的生存期。

例27、有一名受镉中毒的“骨疼病”病人，得病时体内含镉5000ppm，经2.6年死时含镉4350ppm，若镉在人体内代谢以一级反应方式进行，求镉在人体中的生物半减期 P17页（1－23、1－24、1－25）

1－23、 过氧乙酰硝酸酯（PAN）在大气中热分解反应为一级反应，其速率常数k1=3.6×10-4s-1，求PAN在大气中的半减期和生存期。

1－24、某放射性核素经过5个或10个半衰期后，残存的质量百分数各为多少？ 1－25、已知放射性

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-15

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3

9

5

3

I的半衰期t1/2=8.0d，一份含

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计算题 ( 附答案 )

1. 5 分

用透射电子显微镜摄取某化合物的选区电子衍射图，加速电压为200？kV，计算电子加

速后运动时的波长。

2. 10 分

限制在一个平面中运动的两个质量分别为m1和m2的质点 ， 用长为R的、没有质量

的棒连接着， 构成一个刚性转子。 (1) 建立此转子的Schr?dinger方程， 并求能量的本征值和归一化的本征函数；

(2) 求该转子基态的角动量平均值。

?=M?z=-ih已知角动量算符 M?。

2???

3. 10 分

分子CH2CHCHCHCHCHCHCH2中的?电子可视为在长为8Rc-c的一维势箱中运动的自

由粒子。分子的最低激发能是多少？它从白色光中吸收什么颜色的光；它在白光中显示什么颜色？ (已知 Rc-c=140 pm)

4. 10 分

试证

【1.6】对一个运动速度??c（光速）的自由粒子，有

mv?①p?②h③h?④E⑤1人进行了如下推导：??v?v?2mv

结果得出mv=1/2mv的结论。上述推导错在何处？请说

明理由。

解：微观粒子具有波性和粒性，两者的对立和相互制约可由下列关系式表达：E=hν p=h/λ 式中，等号左边的物理量体现了粒性，等号右边的物理量体现了波性，而联系波性和粒性的纽带是Planck常数。根据上述两式及早为人们所熟知的力学公式：p=mv 知 ①，②，④和⑤四步都是正确的。 微粒波的波长λ服从下式：??u/v

式中，u是微粒的传播速度，它不等于微粒的运动速度υ ，但③中用了??u/v，显然是错的。

在④中，E?hv无疑是正确的，这里的E是微粒的总能量。若计及E中的势能，则⑤也不正确。

?d222?xe?4ax?【1.11】??ax2是算符?dx2???的本征函数，求其本征值。

解：应用量子力学基本假设Ⅱ（算符）和Ⅲ（本征函数，本征值和本征方程）得：

??d2?d222?dx2?4ax???????dx2?4a2x2???ax2?xe ?d2ax22?22xe??4ax2xe?axdx?

?d?e?ax2?2ax2e?ax2??4a2x3e?

误差

1测定铁矿石中铁的质量分数（以WFe2O3表示），5次结果分别为：67.48%，67.37%，67.47%，67.43%和67.40%。 计算：（1）平均偏差（2）相对平均偏差 （3）标准偏差；（4）相对标准偏差；（5）极差。 解：（1）x?67.48%?67.37%?67.47%?67.43%?67.407%?67.43%

5?10.05%?0.06%?0.04%?0.03%?0.04% d??|di|?n5?（2）dr??d0.04%?100%??100%?0.06% x67.43%?S?（3）

（4）Sr??dSx?2in?1?(0.05%)2?(0.06%)2?(0.04%)2?(0.03%)2?0.05%

5?1?100%?0.05%?100%?0.07%

67.43%（5）Xm=X大-X小=67.48%-67.37%=0.11%

酸碱滴定

1欲配制100 mL氨基乙酸缓冲溶液，其总浓度c=0.10 mol·L-1，pH=2.00，需氨基乙酸多少克？还需加多少毫升1.0 mol·L-1酸或碱？已知氨基乙酸的摩尔质量M=75.07g·mol-1。 解：1）设需氨基乙酸x g，由题意可知

m?c MVx?0.

【1.6】对一个运动速度??c（光速）的自由粒子，有

mv?①p?②h③h?④E⑤1人进行了如下推导：??v?v?2mv

结果得出mv=1/2mv的结论。上述推导错在何处？请说

明理由。

解：微观粒子具有波性和粒性，两者的对立和相互制约可由下列关系式表达：E=hν p=h/λ 式中，等号左边的物理量体现了粒性，等号右边的物理量体现了波性，而联系波性和粒性的纽带是Planck常数。根据上述两式及早为人们所熟知的力学公式：p=mv 知 ①，②，④和⑤四步都是正确的。 微粒波的波长λ服从下式：??u/v

式中，u是微粒的传播速度，它不等于微粒的运动速度υ ，但③中用了??u/v，显然是错的。

在④中，E?hv无疑是正确的，这里的E是微粒的总能量。若计及E中的势能，则⑤也不正确。

?d222?xe?4ax?【1.11】??ax2是算符?dx2???的本征函数，求其本征值。

解：应用量子力学基本假设Ⅱ（算符）和Ⅲ（本征函数，本征值和本征方程）得：

??d2?d222?dx2?4ax???????dx2?4a2x2???ax2?xe ?d2ax22?22xe??4ax2xe?axdx?

?d?e?ax2?2ax2e?ax2??4a2x3e?

1.有一铜矿试样，经三次测定，含铜量为24.87% ，24.93% 和24.69%而铜的实际含量为25.05%。求分析的结果的绝对误差和相对误差。

解：三次测定结果的平均值X=24.87% +24.93% +24.69%/3=24.83%

绝对误差E=XT-X=25.05%-24.83%=0.22% 相对误差ER=XT-X/ XT×100%=0.8782% 答：分析结果的绝对误差0.22%，相对误差为0.8782%

3.某试样由甲、乙两人进行分析，其结果是： 甲：40.15% ，40.14% ，40.16% ，40.15% 乙: 40.20% , 40.11% ，40.12% ，40.18%

计算二人分析结果的相对平均偏差，并说明那一位的分析结果较为可靠。 解：甲测定的结果的平均值为X=40.15%+40.14%+40.16%+40.15%/4=40.15%

甲测定的结果的平均偏差D甲=d/X×100%=1/4(∣40.15%-40.15%∣+∣40.15%-40.14%∣+∣40.15%-40.16%∣+∣40.15%-40.15%∣)/ 40.15%×100%=0.01245%

乙测定的结果的平均值为X=40.20%+40.11%+

讲解类的学习材料 讲解加例题

一..列方程组求解:

这是我认为最简单的解题方法,比如:

1.标准状况下,CO2和CO的混合气体15g.体积为10.08L,则此混合气体中的CO2和CO的物质的量各是多少?

所谓求什么设什么,我们就设CO2的物质的量为X ; CO的物质的量为Y

(当然我们一定要在计算时熟知 n (物质的量) M(摩尔质量) m(一般的质量) V(标况下的体积)之间的关系,一定要知道的)

那么接下来就是找关系了,这道题目中的信息给得非常的全面了,直白点说就是单纯的初中数学题目---列方程组求解,不用我说都知道怎么列(根据” 混合气体15g.体积为10.08L”)

可以得到两个方程| 44X + 28Y =15

| 22.4(X + Y) = 10.08

这样就很快了解出来了,再看看这道题,题目给到了总质量,和总体积,都有牵涉到两个未知数,这样就可以列出等式,并解出来了.但是有时候为了方便,也可以先设两种物质的其他的量为未知数最后化成所求的量.

还有一种更简练的题型,就像我的原创题目一样

2.标况下SO2和SO3混合气体在不考虑化学变化时,其中含O的质量分数是60%,求SO2的含量(质量分数).

(我个人认为这道题目可以用”看似条件唯一,却蕴涵条件无数来形

计算题：

1．一个制造厂计划在某车间旁增加一侧房，建一条新的生产线，可生产五种型号的产品：A、B、C、D、E。现有两个布置备选方案，如下表所示。五种产品在六个部门间的移动和移动次数见下表。哪一种布置方案的月运输量最小？ 产品型号 A B C D E 产品工艺路线 1-2-3 4-5-6 1-5-6 2-5-6 2-4-3 月产量（件） 移动方向 2000 2000 3000 1000 3000 1-2 1-5 2-3 2-4 2-5 3-4 4-5 5-6 设备间的距离（米） 方案A 15 30 15 20 15 35 15 10 方案B 25 10 35 10 15 25 25 10 解：A方案的月运输量是： （15+15）×2000+（15+10）×2000+（30+10）×3000+（15+10）×1000+（20+35）×3000 =420000（m）.

B方案的月运输量是：

（25+35）×2000+（25+10）×2000+（10+10）×3000+（15+10）×1000+（10+25）×3000 =380000（m）.

故B方案的月运输量最小。

2．根据如下图所示的作业活动关系图，将9个部门安排在一个3×3的区域内，要求