化学选修4《化学反应原理》课后习题和答案.docx
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化学选修4《化学反应原理》课后习题和答案
化学选修4《化学反应原理》课后习题和答案
化学选修4《化学反应原理》课后习题和答案
第一章化学反应与能量
第二章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）1molN2（g）与适量H2（g）起反应，生成NH3（g），放出92.2kJ热量。
（2）1molN2（g）与适量O2（g）起反应，生成NO2（g），吸收68kJ热量。
（3）1molCu（s）与适量O2（g）起反应，生成CuO（s），放出157kJ热量。
（4）1molC（s）与适量H2O（g）起反应，生成CO（g）和H2（g），吸收131.3kJ热量。
（5）卫星发射时可用肼（N2H4）作燃料，1molN2H4（l）在O2（g）中燃烧，生成N2（g）和H2O（l），放出622kJ热量。
（6）汽油的重要成分是辛烷（C8H18），1molC8H18（l）在O2（g）中燃烧，生成CO2（g）和H2O（l），放出5518kJ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ΔH、单位是kJ/mol或kJ?
mol-1。
例如1molH2（g）燃烧，生
成1molH2O（g），其反应热ΔH＝－241.8kJ/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1t工业原材料的平均能耗：
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
1.2.5molC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1000kJ热量？
3.4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出37kJ热量，计算S的燃烧热。
4.1.00gCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出55.6kJ热量，计算CH4的燃烧热。
5.2.00gC2H2完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6kJ热量，3.00molC2H2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）+
（2）
（3）O2（g）=H2O（g）ΔH=－241.8kJ/mol
N2（g）+O2（g）=NO2（g）ΔH=33.9kJ/mol
N2
（g）+H2（g）=NH3（g）ΔH=－46.0kJ/mol
试计算NH3（g）燃烧热量。
7.1kg人体脂肪可储存约32200kJ能量。
一般人每行走1km大约要消耗170kJ能量，如果某人每天步行5km，1年中因此而消耗的脂肪大约是多少？
8.一个体重为70kg的人的脂肪储存的能量约为4.2×105kJ，如果快速奔跑1km要消耗420kJ能量，此人的脂肪可以维持奔跑的距离是多少？
9.某锅炉用1.0t煤可烧开水50t（进锅炉水温20℃），请计算该锅炉的热效率。
（1t煤燃烧放热2.9×107kJ）。
（提示：
锅炉的热效率=×100%）
10.下表列出了生产1m3塑料的能耗和可从同量塑料回收的能量。
现废品收购站已回收如下数量的废塑料：
耐纶5m3、聚氯乙烯50m3、丙烯酸类塑料5m3、
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节化学反应与能量的变化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.第二节燃烧热能源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__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.第三节化学反应热的计算1.C（s）+O2（g）==CO2（g）H=-393.5kJ/mol2.5molC完全燃烧,H=2.5mol×（-393.5kJ/mol）=-983.8kJ/mol2.H2（g）的燃烧热H=-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=3.5mol3.设S的燃烧热为HS（s）+O2（g）==SO2（g）32g/molH4g-37kJH=32g/mol×（-37kJ）÷4g=-296kJ/mol4.设CH4的燃烧热为HCH4（g）+O2（g）==CO2（g）+2H2O（g）16g/molH1g-55.6kJH=16g/mol×（-55.6kJ）÷1g=-889.6kJ/mol5.
（1）求3.00molC2H2完全燃烧放出的热量QC2H2（g）+5/2O2（g）==2CO2（g）+H2O（l）26g/molH2.00g-99.6kJH=26g/mol×（-99.6kJ）÷2.00g=-1294.8kJ/molQ=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）3/2H1=3/2×（-241.8kJ/mol）=-362.7kJ/mol将题中
（2）式照写:
1/2N2（g）+O2（g）==NO2（g）H2=+33.9kJ/mol将题中（3）式反写,得NH3（g）==1/2N2（g）+3/2H2（g）-H3=46.0kJ/mol再将改写后的3式相加,得:
27.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=9.64kg8.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=1000km9.1t煤燃烧放热
2.9×107kJ50t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=80×104kJ丙烯酸类塑料5m3×1.8×104
kJ/m3=9×104kJ聚丙烯40m3×1.5×104kJ/m3=60×104kJ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=1.7×106kJ3第二单元第一节化学反应速率1.略.2.1:
3:
2.3.
（1）A;
（2）C;（3）B.4.D.5.A.第二节影响化学反应速率的因素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,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.第四节化学反应进行的方向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4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ΔH,Al+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pH>NaHCO3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+H2OSO2↑+2HCl↑
（2）AlCl3溶液易发生水解,AlCl36H2O与SOCl2混合加热,SOCl2与AlCl36H2O中的结晶水作用,生成无水AlCl3及SO2和HCl气体.,加氨水可中和水解反应生成的HCl,以10.加水的效果是增加水解反应的反应物c（SbCl3）+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,MgCl26H2O水解反应的生成物HCl逸出反应体系,相当于不断减少可逆反应的生成物,从而可使平衡不断向水解反应方向移动;MgSO47H2O没有类似可促进水解反应进行的情况.第四节难溶电解质的溶解平衡
难溶电解质的溶解平衡1.文字描述略.2.C;3.D;4.C.75.
（1）S2与H作用生成的H2S气体会逸出反应体系,使FeS的沉淀溶解平衡向溶解方向移动.
（2）硫酸钙也难溶于水,因此向碳酸钙中加硫酸是沉淀转化的问题,但硫酸钙的溶解度大于+碳酸钙,转化不能实现.醋酸钙溶于水,且醋酸提供的H与碳酸钙沉淀溶解平衡中的CO32作用,可生成CO2逸出反应体系,使其沉淀溶解平衡向溶解的方向移动.（3）硫酸溶液中的SO42-对BaSO4的沉淀溶解平衡有促进平衡向生成沉淀的方向移动的作用.6.略.-+8第四单元第一节原电池1.由化学能转变为电能的装置.氧化反应,负极;还原反应,正极.2.铜,Cu-2e==Cu;银,Ag+e==Ag.3.a,c,d,b.4.B;5.B,D.2++-图4-2锌铁原电池装置6.装置如图4-2所示.负极:
Zn-2e==Zn2+2+正极:
Fe+2e==Fe第二节化学电源1.A;2.C;3.C.4.铅蓄电池放电时的电极反应如下:
负极:
Pb（s）+SO4（aq）-2e==PbSO4（s）正极:
PbO2（s）+4H（aq）+SO4（aq）+2e==PbSO4（s）+2H2O（l）铅蓄电池充电时的电极反应如下:
+22-9阴极:
PbSO4（s）+2e==Pb（s）+SO4（aq）阳极:
PbSO4（s）+2H2O（l）-2e==PbO2（s）+4H（aq）+SO4（aq）总反应方程式:
+2--2-第三节电解池1.A;2.D.3.原电池是把化学能转变为电能的装置,电解池是由电能转化为化学能的装置.例如锌铜原电池,在锌电极上发生氧化反应,称为负极,在铜电极上发生还原反应,称为正极.负极:
Zn-2e==Zn（氧化反应）正极:
Cu+2e==Cu（还原反应）电子通过外电路由负极流向正极.电解池:
以CuCl2溶液的电解装置为例.与电源正极相连的电极叫做阳极,与电源负极相连的电极叫阴极.阳极:
2Cl-2e==Cl2↑（氧化反应）阴极:
Cu+2e==Cu（还原反应）电子通过外电路由阳极流向阴极.4.电镀是把待镀金属制品作阴极,把镀层金属作阳极,电解精炼铜是把纯铜板作阴极,粗铜板作阳极,通过类似电镀的方法把铜电镀到纯铜板上去,而粗铜中的杂质留在阳极泥或电解液中,从而达到精炼铜的目的.其电极主要反应如下:
阳极（粗铜）:
Cu-2e==Cu（氧化反应）阴极（纯铜）:
Cu+2e==Cu（还原反应）补充:
若粗铜中含有锌,镍,银,金等杂质,则在阳极锌,镍等比铜活泼的金属也会被氧化:
阳极（粗铜）:
Zn-2e=Zn2+2+2+2+2+2+10Ni—2e=Ni-2+由于附着在粗铜片上银,金等金属杂质不如铜活泼,不会在阳极被氧化,所以当铜氧化后,这些微小的杂质颗粒就会掉进电解质溶液中,沉积在阳极附近（即"阳极泥",成为提炼贵重金属的原料）.在阴极,电解质溶液中Zn和Ni的氧化性又不如Cu强,难以在阴极获得电子被还原,故Zn和Ni被滞留在溶液中.因此,在阴极只有Cu被还原并沉积在纯铜片上,从而达到了通过精炼提纯铜的目的.5.电解饱和食盐水的电极反应式为:
阳极:
2Cl-2e==Cl2↑（氧化反应）阴极:
2H+2e==H2↑（还原反应）或阴极:
2H2O+2e==H2↑+2OH（还原反应）总反应:
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑在阴极析出1.42LH2,同时在阳极也析出
1.42LCl2.6.依题意,电解XCl2溶液时发生了如下变化:
+2+2+2+2+2+2+M（X）=3.2g×22.4L/（1mol×1.12L）=64g/mol即X的相对原子质量为64.又因为2Cl-2e==Cl2↑2moln（e）-22.4L1.12Ln（e）=2mol×1.12L/22.4L=0.1mol即电路中通过的电子有0.1mol.11第四节金属的电化学腐蚀与防护1.负极;Fe-2e-==Fe2+;正极;析氢腐蚀:
++2e-==H2↑,2H析氧腐蚀:
2O+O2+4e-==4OH2H2.
（1）电化腐蚀,铁和铁中的杂质碳以及残留盐溶液形成了原电池.
（2）提示:
主要是析氧腐蚀.2Fe-4e-==2Fe2+;2H2O+O2+4e-==4OHFe2++2OH-==Fe（OH）2,4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）33.C;4.B,D;5.A,C;6.A,D.7.金属跟接触到的干燥气体（如O2,Cl2,SO2）或非电解质液体直接发生化学反应而引起的腐蚀,叫做化学腐蚀.不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀.金属腐蚀造成的危害甚大,它能使仪表失灵,机器设备报废,桥梁,建筑物坍塌,给社会财产造成巨大损失.8.当钢铁的表面有一层水膜时,水中溶解有电解质,它跟钢铁中的铁和少量的碳形成了原电池.在这些原电池里,铁是负极,碳是正极.电解质溶液的H+在正极放电,放出H2,因此这样的电化腐蚀叫做析氢腐蚀.如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀,
其电极反应如下:
负极:
2Fe-4e-==2Fe2+正极:
2H2O+O2+4e-==4OH-总反应:
2Fe+2H2O+O2==2Fe（OH）29.镀锌铁板更耐腐蚀.当镀锌铁板出现划痕时,暴露出来的铁将与锌形成原电池的两个电极,且锌为负极,铁为正极,故铁板上的镀锌层将先被腐蚀,镀锌层腐蚀完后才腐蚀铁板本身.镀锡铁板如有划痕,锡将成为原电池的正极,铁为负极,这样就会加速铁的腐蚀.可如下实验:
取有划痕的镀锌铁片和镀锡铁片各一块,放在经过酸化的食盐水中浸泡一会儿,取出静置一段时间,即可见到镀锡铁片表面较快出现锈斑,而镀锌铁片没有锈斑.即说明上述推测是正确的.
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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）1molN2（g）与适量H2（g）起反应，生成NH3（g），放出92.2kJ热量。
（2）1molN2（g）与适量O2（g）起反应，生成NO2（g），吸收68kJ热量。
（3）1molCu（s）与适量O2（g）起反应，生成CuO（s），放出157kJ热量。
（4）1molC（s）与适量H2O（g）起反
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