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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,
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