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化学选修4课后习题和答案第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化P5习题1.举例说明什么叫反应热,它的符号和单位是什么?2.用物质结构的知识说明为什么有的反应吸热,有的反应放热。3.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)1 mol N2 (g)与适量H2(g)起反应,生成NH3(g),放出92.2 kJ热量。(2)1 mol N2 (g)与适量O2(g)起反应,生成NO2(g),吸收68 kJ热量。(3)1 mol Cu(s)与适量O2(g)起反应,生成CuO(s),放出157 kJ热量。(4)1 mol C(s)与适量H2O(g)起反应,生成CO(g)和H2 (g),吸收131.3 kJ热量。(5)卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料,1 mol N2H4(l)在O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出622 kJ热量。(6)汽油的重要成分是辛烷(C8H18),1 mol C8H18 (l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出5 518 kJ热量。4.根据下列图式,写出反应的热化学方程式。P6习题1.举例说明什么叫反应热,它的符号和单位是什么?1、 化学反应过程中所释放或吸收的热量叫做反应热。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或kJmol-1 。例如1molH2(g)燃烧,生成1molH2O(g),其反应热H241.8kJ/mol。2.用物质结构的知识说明为什么有的反应吸热,有的反应放热。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。P10习题1、燃烧热数据对生产、生活有什么实际意义?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、石油资源总有一天会枯竭,现在就应该寻求应对措施。目前已使用甲醇、乙醇作为汽油的代用品,这样做的好处是什么?化石燃料蕴藏量有限,不能再生,最终将会枯竭,因此现在就应该寻找对应措施。措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油,农牧业废料、高产作物(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、乙醇的原料是可以再生的,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、用氢气作燃料有什么优点?在当今的技术条件下有什么问题?它的发展前景如何?氢气是最轻的燃料,而且单位质量的燃烧值最高,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、科学家发现海底存在大量水合甲烷,请你谈谈甲烷燃料开发的前景。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、下表列出了生产1 t工业原材料的平均能耗:原材料能耗/(kJt1)原材料能耗/(kJt1)铝2.5108铁和钢4.7107某种塑料5.4107铜4.32107锌5.0107水泥7.25106铅5.0107请画出一张柱状图来形象地表述这些数据,并提出合理利用资源、能源的设想。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、私人汽车与公交车相比,前者的耗油量和排出的污染物均大约是后者的,而后者载运的乘客量平均为50人,前者平均为2人。请根据以上数据对这两种交通工具做出评价。公交车个人耗油量和排出的污染物量为私人车的,从经济和环保角度看,发展公共交通更为合理。P13习题1. 2.5 mol C在O2中完全燃烧生成CO2,放出多少热量?2.完全燃烧多少摩H2使生成液态水,才能得到1000 kJ热量?3. 4.0 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2,放出37 kJ热量,计算S的燃烧热。4. 1.00 g CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出55.6 kJ热量,计算CH4的燃烧热。5. 2.00 g C2H2完全燃烧生成液态水和CO2,放出99.6 kJ热量,3.00 mol C2H2完全燃烧能放出多少热量?燃烧相同物质的量的CH4和C2H2,哪种气体燃烧放出的热量多?6.NH3(g)燃烧生成NO2 (g)和H2O(g),已知(1)H2 (g)+ O2 (g)=H2O(g) H=241.8 kJ/mol(2) N2 (g)+O2 (g)=NO2 (g) H=33.9 kJ/mol(3) N2 (g)+ H2 (g)=NH3(g) H=46.0 kJ/mol试计算NH3(g)燃烧热量。7.1 kg人体脂肪可储存约32200 kJ能量。一般人每行走1 km大约要消耗170 kJ能量,如果某人每天步行5 km,1年中因此而消耗的脂肪大约是多少?8.一个体重为70 kg的人的脂肪储存的能量约为4.2105 kJ,如果快速奔跑1 km要消耗420 kJ能量,此人的脂肪可以维持奔跑的距离是多少?9.某锅炉用1.0 t煤可烧开水50 t(进锅炉水温20 ),请计算该锅炉的热效率。(1 t煤燃烧放热2.9107 kJ)。(提示:锅炉的热效率=100%)10.下表列出了生产1 m3塑料的能耗和可从同量塑料回收的能量。塑料能耗/ kJ可回收能量/ kJ塑料能耗/ kJ可回收能量/ kJ耐纶7.81044.2104丙烯酸类塑料4.31041.8104聚氯乙烯3.81041.6104聚丙烯2.01041.5104现废品收购站已回收如下数量的废塑料:耐纶5 m3、聚氯乙烯50 m3、丙烯酸类塑料5 m3、聚丙烯40 m3,如将它们加工成燃料,可回收多少能量?11制造一辆汽车和为延长汽车使用寿命而采用各种方法防止金属腐蚀,大约要花费9.0107 kJ能量,而汽车在使用期限内所消耗的汽油能量约为1.0109 kJ。有人分析了这两个数据,认为与其千方百计去防止金属腐蚀以延长汽车寿命来降低能耗,不如在降低油耗上下功夫更具有实际意义。谈谈你的看法。第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率P19习题1.通常化学反应速率用 来表示。2.对于化学反应N2+3H2=2NH3,当分别用N2、H2、NH3三种物质表示该反应的速率时,它们的速率之比等于 之比。3.将气体A、B置于容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:4A(g)十B(g)=2C(g)反应进行到4 s末,测得A为0.5 mol,B为0.4 mol,C为0.2 mol。则:(1)用生成物C浓度的增加来表示该反应的速率应为(a );(2)用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为(c );(3)用反应物B浓度的减少来表示该反应的速率应为(b )。A.0.025 mol/(Ls) B.0.012 5 mol/(Ls)C.0.05 mol/(Ls) D.0.1 mol/(Ls)4已知4NH3+5O2=4NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是()。A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)5在密闭容器中A与B反应生成C,其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系2v(B)=3v(A),3v(C)=2v(B)。则此反应可表示为( )。A.2A+3B=2C B.A+3B2=CC.3A+B=2C D.A+B=C习题参考答案1. 略。2. 132。3. (1)A;(2)C;(3)B。4. D。5. A。(二)补充习题在的反应中,经t秒后C的浓度增加m mol/L,则用B浓度的变化来表示的反应速率是()。参考答案:C。第二节 影响化学反应速率的因素 P24习题1、在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)=2HI(g)H0。(1)保持容器容积不变,向其中加入1 mol H2,反应速率加快吗?理由是 。(1)加快。增大了反应物的浓度,使反应速率增大。(2)保持容器容积不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应),反应速率也加快吗?理由是 。(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)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol N2(N2不参加反应),反应速率 ,理由是 。(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)保持容器内气体压强不变,向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),反应速率 ,理由是 。(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)提高起始的反应温度,反应速率 ,理由是 。(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、NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应,反应的化学方程式为2CO2NO=N22CO2,为了控制大气污染,提出下列建议:A.使用催化剂 B.改变压强 C.提高反应温度你认为可行的方法是 ,理由是 。 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。(二)补充习题1. 从下列实验事实所引出的相应结论正确的是( )。2. 在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中,一个学生得到下面的结果:则下列说法正确的是( )。t1=
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