人教版高中化学 选修四化 学反应原理课 本习题参考答案 第一单元第一单元 第第 1 1 节节 化学反应化学反应 与能量的变化与能量的变化 1. 化学反应过程中所释放或吸收的 能量，叫做反应热，在恒压条件下， 它等于反应前后物质的焓变，符号是 H，单位是 kJ/mol。例如1 mol H2 (g)燃烧，生成1 mol H2O(g)，其反 应热 H=-241.8 kJ/mol。 2. 化学反应的实质就是反应物分子 中化学键断裂，形成新的化学键，重 新组合成生成物的分子。旧键断裂需 要吸收能量，新键形成需要放出能量。 当反应完成时，若生成物释放的能量 比反应物吸收的能量大，则此反应为 放热反应；若生成物释放的能量比反 应物吸收的能量小，反应物需要吸收 能量才能转化为生成物，则此反应为吸热反应。 第 2 节 燃烧热能燃烧热能 源源 1. 在生产和生活中，可以根据燃烧热的数据选择燃料。如甲烷、乙烷、 丙烷、甲醇、乙醇、氢气的燃烧热值 均很高，它们都是良好的燃料。 2. 化石燃料蕴藏量有限，不能再生， 最终将会枯竭，因此现在就应该寻求 应对措施。措施之一就是用甲醇、乙 醇代替汽油，农牧业废料、高产作物 （如甘蔗、高粱、甘薯、玉米等） 、 速生树木（如赤杨、刺槐、桉树等） ， 经过发酵或高温热分解就可以制造甲 醇或乙醇。由于上述制造甲醇、乙醇 的原料是生物质，可以再生，因此用 甲醇、乙醇代替汽油是应对能源危机 的一种有效措施。 3. 氢气是最轻的燃料，而且单位质量的燃烧热值最高，因此它是优异的 火箭燃料，再加上无污染，氢气自然 也是别的运输工具的优秀燃料。在当 前，用氢气作燃料尚有困难，一是氢 气易燃、易爆，极易泄漏，不便于贮 存、运输；二是制造氢气尚需电力或 别的化石燃料，成本高。如果用太阳 能和水廉价地制取氢气的技术能够突 破，则氢气能源将具有广阔的发展前 景。 4. 甲烷是一种优质的燃料，它存在 于天然气之中。但探明的天然气矿藏 有限，这是人们所担心的。现已发现 海底存在大量水合甲烷，其储量约是 已探明的化石燃料的2倍。如果找到了适用的开采技术，将大大缓解能源 危机。 5. 柱状图略。关于如何合理利用资 源、能源，学生可以自由设想。在上 述工业原材料中，能源单耗最大的是 铝；产量大，因而总耗能量大的是水 泥和钢铁。在生产中节约使用原材料， 加强废旧钢铁、铝、铜、锌、铅、塑 料器件的回收利用，均是合理利用资 源和能源的措施。 6. 公交车个人耗油和排出污染物量 为私人车的1/5，从经济和环保角度 看，发展公交车更为合理。 第三节第三节 化学反应化学反应热的计算热的计算 1. C(s)+O2 (g) = CO2 (g) H=-393.5 kJ/mol 2.5 mol C 完全燃烧，H=2.5 mol(- 393.5 kJ/mol）=-983.8 kJ/mol 2. H2 (g)的燃烧热 H=-285.8 kJ/mol 欲使 H2完全燃烧生成液态水，得到 1 000 kJ 的热量，需要 H2 1 000 kJ285.8 kJ/mol=3.5 mol 3. 设 S 的燃烧热为 H S(s)+O2 (g) = SO2 (g) 32 g/mol H 4 g -37 kJ H=32 g/mol(-37 kJ)4 g=-296 kJ/mol 4. 设 CH4的燃烧热为 H CH4 (g)+O2 (g) = CO2 (g)+2H2O(g) 16 g/mol H 1 g -55.6 kJ H=16 g/mol(-55.6 kJ)1 g =-889.6 kJ/mol 5. （1）求3.00 mol C2H2完全燃烧放 出的热量 Q C2H2 (g)+5/2O2 (g) = 2CO2 (g) +H2O（l) 26 g/mol H 2.00 g -99.6 kJH=26 g/mol(-99.6 kJ)2.00 g =-1 294.8 kJ/mol Q=3.00 mol(-1 294.8 kJ/mol)=-3 884.4 kJ-3 880 kJ （2）从4题已知 CH4的燃烧热为- 889.6 kJ/mol，与之相比，燃烧相同物 质的量的 C2H2放出的热量多。 6. 写出 NH3燃烧的热化学方程式 NH3 (g)+5/4O2 (g) = NO2 (g)+3/2H2O(g) 将题中（1）式乘以3/2，得： 3/2H2 (g)+3/4O2 (g) = 3/2H2O(g) 3/2H1=3/2(-241.8 kJ/mol) =-362.7 kJ/mol 将题中（2）式照写：1/2N2 (g)+O2 (g) = NO2 (g) H2=+33.9 kJ/mol 将题中（3）式反写，得 NH3 (g) = 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -H3=46.0 kJ/mol 再将改写后的3式相加，得：7. 已知1 kg 人体脂肪储存32 200 kJ 能量，行走1 km 消耗170 kJ，求每天 行走5 km，1年因此而消耗的脂肪量：170 kJ/km5 km/d365 d32 200 kJ/kg=9.64 kg 8. 此人脂肪储存的能量为4.2105 kJ。快速奔跑1 km 要消耗420 kJ 能量， 此人脂肪可以维持奔跑的距离为： 4.2105 kJ420 kJ/km=1 000 km 9. 1 t 煤燃烧放热2.9107 kJ 50 t 水由20 升温至100 ，温差100 -20 =80 ，此时需吸热： 50103 kg80 4.184 kJ/(kg)=1.673 6107 kJ 锅炉的热效率=(1.673 6107 kJ2.9107 kJ）100% =57.7% 10. 各种塑料可回收的能量分别是： 耐纶5 m34.2104 kJ/m3=21104 kJ聚氯乙烯50 m31.6104 kJ/m3=80104 kJ 丙烯酸类塑料5 m31.8104 kJ/m3=9104 kJ 聚丙烯40 m31.5104 kJ/m3=60104 kJ 将回收的以上塑料加工成燃料，可回 收能量为 21104 kJ+80104 kJ+9104 kJ+60104 kJ=170104 kJ=1.7106 kJ第二单元第1节 化学反应速率化学反应速率 1. 略。 2. 132。 3. （1）A；（2）C；（3）B。 4. D。 5. A。 第二节第二节 影响化学影响化学 反应速率的因素反应速率的因素 1. （1）加快。增大了反应物的浓度， 使反应速率增大。 （2）没有加快。通入 N2后，容器内的气体物质的量增加，容器承受的压 强增大，但反应物的浓度（或其分压） 没有增大，反应速率不能增大。 （3）降低。由于加入了 N2，要保持 容器内气体压强不变，就必须使容器 的容积加大，造成 H2和 I2蒸气的浓度 减小，所以，反应速率减小。 （4）不变。在一定温度和压强下， 气体体积与气体的物质的量成正比， 反应物的物质的量增大一倍，容器的 容积增大一倍，反应物的浓度没有变 化，所以，反应速率不变。 （5）加快。提高温度，反应物分子 具有的能量增加，活化分子的百分数 增大，运动速率加快，单位时间内的有效碰撞次数增加，反应速率增大。 2. A。催化剂能够降低反应的活化能， 成千上万倍地提高反应速率，使得缓 慢发生的反应2CO+2NO= N2+2CO2 迅速进行。给导出的汽车尾气再加压、 升温的想法不合乎实际。 第三节第三节 化学平衡化学平衡 1. 正、逆反应速率相等，反应物和生 成物的质量（或浓度）保持不变。2. 3. 反应混合物各组分的百分含量，浓 度、温度、压强（反应前后气体的物 质的量有变化的反应） ，同等程度地 改变正、逆反应，不能使。4. （1）该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以，反应放出的热量总是小 于92.4 kJ。 （2）适当降低温度，增大压强。 5. B； 6. C； 7. C； 8. C。 9. 设：CO 的消耗浓度为 x。第4节 化学反应进行化学反应进行 的方向的方向 1. 铵盐溶解常常是吸热的，但它们 都能在水中自发地溶解。把两种或两 种以上彼此不发生反应的气体依次通 入到同一个密闭容器中，它们能自发 地混合均匀。 2. 在封闭体系中焓减和熵增的反应 是容易自发发生的。在判断化学反应 的方向时不能只根据焓变 H0或熵 增中的一项就得出结论，而是要全面 考虑才能得出正确结论。第三单元第 1 节 弱电解质的电弱电解质的电 离离 1. 2. 氨水中存在的粒子： NH3H2O、NH4+、OH- 氯水中存在的粒子：Cl2、Cl- 、H+、ClO- 3. (1) 错。导电能力的强弱取决于电 解质溶液中离子的浓度，因此强、弱 电解质溶液导电能力与二者的浓度及 强电解质的溶解性有关。 (2) 错。酸与碱反应生成盐，所需碱 的量只与酸的物质的量有关，盐酸和 醋酸都是一元酸，物质的量浓度相同 的盐酸和醋酸中含有相同物质的量的 H。 (3) 错。一水合氨是弱碱，在水溶液中是部分电离的，其电离平衡受氨水 浓度的影响，浓溶液的电离程度低于 稀溶液。因此氨水稀释一倍时，其 OH浓度降低不到一半。 (4) 错。醋酸中的氢没有全部电离为 H。(5) 错。此题涉及水解较复杂，不 要求学生考虑水解。 4(1) 不变。一定温度下，该比值为 常数平衡常数。 (2) 4.18104 mol/L 5. (1) 略; (2) 木头中的电解质杂质溶于水中， 使其具有了导电性。第二节第二节 水的电离水的电离 和溶液的酸碱性和溶液的酸碱性 1. ；。 2. NH4，OH，NH3H2O，H。 3. C；4A；5D；6D；7A；8A 、D。 9. 注：不同品牌的同类物品，其相应 的 pH 可能不尽相同。 10. 11. 图略。(1) 酸性 (2) 10, 110-4 (3) 9 mL第三节第三节 盐类的水盐类的水 解解 1. D； 2. B；3. C； 4. D。 5. 乙，如果是弱酸，所生成的盐电离出的 A-会部分地与水电离出的 H结 合成 HA，则 c(A）c(M） 。 6. ，Al3+2SO42+2Ba2+4OH = 2BaSO4+AlO2+2H2O； =，2Al3+3SO42+3Ba2+6OH = 3BaSO4+2Al(OH)3 7. CO32+H2O=HCO3+OH, Ca2+CO32=CaCO3 8. Na2CO3溶液的 pHNaHCO3溶液的 pH,因为由 HCO3电离成 CO32比由 H2CO3电离成 HCO3更难，即 Na2CO3与 NaHCO3是更弱的弱酸盐， 所以水解程度会大一些。 9. (1) SOCl2 +H2O SO2+ 2HCl (2) AlCl3溶液易发生水解，AlCl36 H2O 与 SOCl2混合加热，SOCl2与 AlCl36 H2O 中的结晶水作用，生成 无水 AlCl3及 SO2和 HCl 气体。 10. 加水的效果是增加水解反应的反 应物 c（SbCl3） ，加氨水可中和水解 反应生成的 HCl,以减少生成物 c（H+） ，两项操作的作用都是使化学 平衡向水解反应的方向移动。11. 受热时，