高考回归课本资料 人教版高中化学选修四《化学反应原理》课本问题交流课后习题参考答案.docx
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高考回归课本资料人教版高中化学选修四《化学反应原理》课本问题交流课后习题参考答案
人教版高中化学选修四课本“问题交流”“课后习题”参考答案
三、问题交流
【思考与交流】
建议组织学生认真思考，做出答案，进行小组交流，然后与本章“归纳与思考”进行对比，加以补正。
四、习题参考
（一）参考答案
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ΔH，单位是kJ/mol。
例如1molH2（g）燃烧，生成1molH2O（g），其反应热ΔH=-241.8kJ/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。
（二）补充习题
1．下列说法不正确的是（）。
A．放热反应不需加热即可发生
B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等
C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应
D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关
2．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。
该现象说明了（）。
A．该反应是吸热反应
B．该反应是放热反应
C．铁粉和硫粉在常温下难以发生反应
D．生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
3．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。
0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是（）。
4.下列关系式中正确的是
A．a＜c＜0 B．b＞d＞0 C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0
参考答案
1．A；2．B、C；3．C；4．C。
三、问题交流
【思考与交流】
书中已给出提示，但需要学生进一步举例说明。
学生个人能举出的实例有限，大家可互相交流、补充。
四、习题参考
（一）参考答案
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。
（二）补充习题
1．下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是（）。
①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量的热
A①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
2．1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3-NH-NH-CH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为（）。
A1000kJ/mol B1500kJ/mol C．2000kJ/mol D．3000kJ/mol
3．甲醇属于可再生能源，可代替汽油作为汽车燃料。
下列热化学方程式中的反应热能正确表示甲醇燃烧热的是（）。
4．家用液化气中主要成分之一是丁烷，当10kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5×105kJ。
试写出丁烷燃烧的热化学方程式。
5．为减少大气污染，一些城市公共汽车逐步使用CNG（压缩天然气）清洁燃料，实验测得0.16g该气体燃料，完全燃烧生成224mLCO2（标准状况）和0.36g液态水，并放出8.903kJ的热量。
请写出：
CNG的化学式，其完全燃烧的热化学方程式。
参考答案
1．D；2．C；3．B。
二、习题参考
（一）参考答案
1.C（s）+O2（g）==CO2（g）
ΔH=-393.5kJ/mol
2.5molC完全燃烧，ΔH=2.5mol×（-393.5kJ/mol）=-983.8kJ/mol
2.H2（g）的燃烧热ΔH=-285.8kJ/mol
欲使H2完全燃烧生成液态水，得到1000kJ的热量，需要H21000kJ÷285.8kJ/mol=3.5mol
3.设S的燃烧热为ΔH
S（s）+O2（g）==SO2（g）
32g/mol ΔH
4g -37kJ
ΔH=32g/mol×（-37kJ）÷4g
=-296kJ/mol
4.设CH4的燃烧热为ΔH
CH4（g）+O2（g）==CO2（g）+2H2O（g）
16g/mol ΔH
1g -55.6kJ
ΔH=16g/mol×（-55.6kJ）÷1g
=-889.6kJ/mol
5.
（1）求3.00molC2H2完全燃烧放出的热量Q
C2H2（g）+5/2O2（g）==2CO2（g）+H2O（l）
26g/mol ΔH
2.00g -99.6kJ
ΔH=26g/mol×（-99.6kJ）÷2.00g
=-1294.8kJ/mol
Q=3.00mol×（-1294.8kJ/mol）=-3884.4kJ≈-3880kJ
（2）从4题已知CH4的燃烧热为-889.6kJ/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）
3/2ΔH1=3/2×（-241.8kJ/mol）
=-362.7kJ/mol
将题中
（2）式照写：
1/2N2（g）+O2（g）==NO2（g） ΔH2=+33.9kJ/mol
将题中（3）式反写，得
NH3（g）==1/2N2（g）+3/2H2（g） -ΔH3=46.0kJ/mol
再将改写后的3式相加，得：
7.已知1kg人体脂肪储存32200kJ能量，行走1km消耗170kJ，求每天行走5km，1年因此而消耗的脂肪量：
170kJ/km×5km/d×365d÷32200kJ/kg=9.64kg
8.此人脂肪储存的能量为4.2×105kJ。
快速奔跑1km要消耗420kJ能量，此人脂肪可以维持奔跑的距离为：
4.2×105kJ÷420kJ/km=1000km
9.1t煤燃烧放热2.9×107kJ
50t水由20℃升温至100℃，温差100℃-20℃=80℃，此时需吸热：
50×103kg×80℃×4.184kJ/（kg·℃）=1.6736×107kJ
锅炉的热效率=（1.6736×107kJ÷2.9×107kJ）×100%
=57.7%
10.各种塑料可回收的能量分别是：
耐纶5m3×4.2×104kJ/m3=21×104kJ
聚氯乙烯50m3×1.6×104kJ/m3=80×104 kJ
丙烯酸类塑料5m3×1.8×104kJ/m3=9×104 kJ
聚丙烯40m3×1.5×104kJ/m3=60×104 kJ
将回收的以上塑料加工成燃料，可回收能量为
21×104kJ+80×104kJ+9×104kJ+60×104kJ=170×104kJ=1.7×106kJ
（二）补充习题
1．已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C（石墨）＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－393.51kJ/mol
C（金刚石）＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－395.41kJ/mol
据此判断，下列说法中正确的是（）。
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
2．已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ/mol，
CO（g）＋1/2O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－283.0kJ/mol。
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为（）。
A.2∶1 B.1∶2 C．1∶1 D．2∶3
3．由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：
_______。
若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）的ΔH=____kJ/mol。
氢气的燃烧热为____kJ/mol。
4．火箭发射时可用肼（N2H4）为燃料，以二氧化氮作氧化剂，它们相互反应生成氮气和水蒸气。
已知：
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g） ΔH=+67.7kJ/mol
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g） ΔH=-534kJ/mol
则N2H4和NO2反应的热化学方程式为_____________________。
5．已知CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；ΔH＝－890kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0.75mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18g液态H2O，并放出515kJ热量，CO燃烧的热化学方程式为______________，写出求算过程。
参考答案
1．A；2．C。
3．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） ΔH=-241.8kJ/mol，-285.8
提示：
可将反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）看成两步：
H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）和H2O（g）=H2O（l），问题就迎刃而解。
4．2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）； ΔH=-1135.7kJ/mol
5．解：
由于CO燃烧只生成CO2，故18g液态水均由CH4燃烧产生，若生成18g液态水放出的热量为x，用去CH4的量为y，则有：
CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890kJ/mol
1mol 2×18g 890kJ/mol
y 18g x
x=445kJ/mol 故由CO燃烧放出的热量为：
515kJ-445kJ=70kJ
y=05 moln（CO）=0.75mol-0.5mol=0.25mol
则CO燃烧的热化学方程式为：
2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－560kJ/mol
三、问题交流
【学与问1】
1.ν（H2）=1.2mol/（L·min）
2.在同一个化学反应中，反应物浓度的减少和生成物浓度的增加都是按照化学方程式中各物质的计量数关系成比例变化的。
当计量数不同时，在相同的时间内浓度变化量是按照其计量数关系增大或减少的，反应速率值自然不同。
所以，在同一个化学反应中以不同物质为标准时，速率值可能不同，反应速率之比等于其计量数之比。
例如：
反应在一定条件下发生，分别以四种物质表示的反应速率值之比为1∶1∶1∶1，而对反应，分别以SO2、O2、SO3表示的反应速率值之比为2∶1∶2。
【学与问2】
对于锌粒和硫酸的反应，测定反应速率的方法不止一种，如测量溶液中H+浓度的变化，测量锌粒质量的变化，甚至使用一些物理仪器测量溶液的电导变化、反应的热量变化等，都可以比较出二者的反应速率的不同。
不要限制学生的思路，要鼓励学生敢想，多想，在众多的正确答案中找出最简单易行的方法。
可以考虑设计一些补充思考题，如：
（1）化学反应速率是怎样定义的？
（2）你是怎样理解化学反应速率定义的？
从反应物的聚集状态、生产实际出发，应该如何表示反应速率为好？
四、习题参考
（一）参考答案
1.略。
2.1∶3∶2。
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mmol/L，则用B浓度的变化来表示的反应速率是（）。
参考答案：
C。
二、活动建议
【实验2-2】
（1）KMnO4溶液的浓度不要大，否则溶液颜色过重，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。
配制成0.01mol·L-1比较合适。
KMnO4溶液要用硫酸酸化。
（2）为保证KMnO4溶液的紫红色彻底褪去，本实验中草酸用量分别过量了1倍和3倍，可以调整草酸用量，探求更好的实验效果。
（3）实验开始时溶液褪色较慢，由于反应中生成的Mn2+具有催化作用，随后褪色会加快。
【实验2-3】
本实验所用的冷水用自来水即可，若用冰水混合物温度更低，出现浑浊的时间更长，更利于比较。
为了便于比较，使浑浊程度相同，可在试管背后做一个黑色标记，以其被遮住为准。
最好用体育比赛用的秒表来连续计时。
【实验2-4】
MnO2的催化反应，根据H2O2的浓度来调整木条余烬距离液面的高度，直接使用浓度较高的（30%）H2O2时，余烬距离液面远些（3cm左右），否则会因泡沫过多而使余烬熄灭。
开头带余烬的木条悬在液面上没有明显变化（说明H2O2没有明显分解），从漏斗加入MnO2粉末后，立刻看到木条余烬复燃，说明瓶中有大量气体逸出（突显了催化剂的作用）。
H2O2浓度较低时余烬离液面应近些（2cm左右），以免实验现象不明显。
实验时要把准备工作做好，当把带余烬的木条放入锥型瓶时，要迅速从漏斗撒入MnO2粉末，不要让余烬在瓶内停留时间过长，以免烟多影响观察。
【科学探究1】
1.因为方程式已经给出信息4I-+O2+4H+==2I2+2H2O，在不加酸的情况下，O2不能氧化I-，所以，要先向一定体积的KI溶液中滴加淀粉溶液，然后再加入稀硫酸。
2.直链淀粉主要是1，4-α-糖苷型的结合，它们盘旋成一个螺旋，每一圈约含6个葡萄糖单位，每个分子中的一个基团和另一个基团保持着一定的关系和距离。
分子的结构不仅取决于分子中原子间的化学键联系，还要看立体形象，而这个立体形象取决于分子中的长链的盘旋情况。
直链淀粉形成螺旋后，中间的隧道恰好可以装入碘分子，形成一个蓝色络合物。
温度高（近沸）时，淀粉中的氢键作用大大削弱，长链的螺旋结构被破坏，I2分子与淀粉的作用大大削弱，溶液呈无色。
冷却后长链的螺旋结构重新形成，又出现蓝色。
建议本实验做室温和0℃（冰水混合物）时的比较。
【科学探究2】
1.向5%的H2O2中滴入FeCl3或CuSO4溶液时都有细小气泡产生，滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些，说明催化剂是有选择性的。
可以参考【实验2-1】把本实验变成一个定量实验。
2.本实验是【实验2-2】的延续。
由于Mn2+对KMnO4的氧化作用有催化功能，所以加入Mn2+的试液中的颜色褪色明显快些。
反应机理可能如下：
Mn（Ⅶ）+Mn（Ⅱ）→Mn（Ⅵ）+Mn（Ⅲ）
Mn（Ⅵ）+Mn（Ⅱ）→2Mn（Ⅳ）
Mn（Ⅳ）+Mn（Ⅱ）→2Mn（Ⅲ）
Mn（Ⅲ）与C2O42-生成一系列络合物，MnC2O4+、Mn（C2O4）2-、Mn（C2O4）33-等，它们慢慢分解为Mn（Ⅱ）和CO2。
MnC2O4+→Mn2++CO2+·CO2-
Mn（Ⅲ）+·CO2-→Mn2++CO2
总反应为：
2MnO4-+5C2O42-+16H+→2Mn2++5CO2↑+8H2O
3.淀粉在酸的催化下可以水解生成葡萄糖
如果欲达到使淀粉水解完全的目的，需要很长时间；在淀粉溶液中加入碘水后，淀粉溶液变蓝。
实验时，把另一支试管中事先备好的唾液倒入淀粉和碘水的混合溶液中，稍加振荡，蓝色迅速褪去。
这是由于唾液中含有一种淀粉酶，它在很温和的实验条件下，具有很高的催化活性。
本实验进一步说明了催化剂有选择性。
三、习题参考
（一）参考答案
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。
（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（）。
①t1=75s ②t2>200>t3③单位时间内消耗的锌的质量mG>mF>mB
A.① B.①② C.只有② D.全部正确
参考答案
1.A、C；2.C。
二、活动建议
【实验2-5】
K2Cr2O7是橙红色晶体。
为了使溶液的体积变化忽略不计，加酸和碱的浓度都要大些，以使加入量不多，且可避免生成多酸。
可以在滴入酸观察溶液颜色变化后，再滴入碱液，进行颜色对比。
使学生留下清晰的印象。
【实验2-6】
在0.005mol/L的FeCl3溶液中加入0.01mol/L的KSCN溶液，振荡，所得溶液的红色较浅。
本实验的关键是第一次获得的Fe（SCN）3溶液浓度要小，然后滴加浓的FeCl3、KSCN溶液时才会有明显的颜色变化。
因为Fe（OH）3的溶解度非常小，滴加NaOH溶液后发生反应Fe3++3OH-==Fe（OH）3↓，使溶液中的Fe3+浓度降低，混合液的颜色变浅。
NaOH溶液不要加入过多，只要使溶液的红色变浅即可。
【实验2-7】
实验时，可把NO2的平衡球在热水和冰水中交替进行浸泡，观察颜色变化。
三、问题交流
【思考与交流】
1.化学平衡状态发生了改变。
当滴加浓的FeCl3或KSCN溶液时，溶液颜色都变得更红，说明Fe（SCN）3的浓度增大，化学平衡向正反应方向移动。
当向溶液中滴加NaOH溶液时，红色变浅，说明Fe（SCN）3的浓度变小。
2.通过上述实验结果，可以推知：
增大反应物浓度化学平衡向正反应方向移动，减小反应物浓度化学平衡向逆反应方向移动。
【学与问】
对于已经达到化学平衡的可逆反应，减小反应物浓度正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动；增大反应物浓度，正反应速率增大，平衡向正方反应方向移动。
四、习题参考
（一）参考答案
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，1molN2和3molH2不能完全化合生成2molNH3，所以，反应放出的热量总是小于92.4kJ。
（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。
（二）补充习题
1.某化学反应2A（g） B（g）+D（g）在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为零，反应物A的浓度随反应时间的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
（实验序号1以
（1）代表，余同）
在
（1）中，反应在10至20min内平均速率为____mol·L-1·min-1。
在
（2）中，A的初始浓度c2=____mol·L-1。
设（3）的反应速率为v3，
（1）的反应速率为v1，则v3___v1（填＞、=、＜）且c3___1.0mol·L-1）（填＞、=、＜）。
（4）比较（4）和
（1），可推测该反应是反应（选填吸热、放热）。
理由是____。
2.某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g） 2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol，保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（）。
A.均减半 B.均加倍
C.均增加1mol D.均减少1mol
参考答案：
1.
（1）0.013
（2）1.0 （3）＞，＞ （4）吸热，因为温度升高时，平衡向右移动。
【简析】要学会分组对比，
（1）和
（2）反应温度相同，虽然达到平衡浓度所需时间不同，但平衡浓度相同，只有起始浓度相等才行。
为什么
（2）达到平衡所需时间短，该反应是一个气体Δn=0的反应，可以理解为
（2）反应时的压强较高或是加入了催化剂。
（2）、（3）反应温度相同，平衡浓度（3）＞
（2），只有（3）的起始浓度大才行。
（1）和（4）起始浓度相同，但（4）的反应温度高、平衡浓度低，只有吸热反应才行。
2.C。
【简析】
本题是一个气体物质的量减小的反应，它的特殊条件是：
“容积可变的容器”“保持温度和压强不变”。
在保持温度和压强不变的情况下，把平衡混合物中三者的物质的量“均减半”或“均加倍”，容器的容积必须减半或加倍。
反应混合物的浓度没有发生变化，对一个气体物质的量减小的反应，改变条件后，反应混合物的浓度不发生变化，平衡是不移动的。
题目给的条件是A、B、C三种物质的物质的量之比为2∶1∶2，若把A、B、C三种物质各增加1mol
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