化学选修四课后题答案.docx

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化学选修四课后题答案

第一章

第一节化学反应与能量的变化

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。

第二节燃烧热能源

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。

第三节化学反应热的计算

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