化学选修4思考与交流学与问课后习题答案人教版.docx
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化学选修4思考与交流学与问课后习题答案人教版
化学选修4化学反应原理
第二章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
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。
第二节影响化学反应速率的因素
【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。
第三节化学平衡
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拆分为A、B、C，依次为1mol、05mol、1mol，使之符合2∶1∶2，在“容积可变的容器”“保持温度和压强不变”的条件下，各物质的浓度仍然不变，多余了05molB，就可以判断为增大了反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动。
若各减少1mol，思路与之相似，应向左移动。
第四节化学反应进行的方向
三、问题交流【学与问】
由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增大了反应的自发性。
与之类似的如用浓磷酸与食盐固体反应制取HCl气体，对复分解反应来说看似矛盾，但生成了HCl气体，是熵增大的过程，HCl脱离反应体系，使得反应得以正常进行。
在熔融态，用金属钠与KCl反应制取钾，把反应温度控制在金属钾的沸点以上，使钾以气体形式产生，既是熵增大的过程，又是减少生成物浓度平衡向正反应方向移动等，都是利用理论知识使看似不能发生的反应得以进行。
四、习题参考参考答案
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ΔH＜0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。
第三章水溶液中的离子平衡
第一节弱电解质的电离
【补充实验3-1-1】
用两支试管分别取0.1mol/L盐酸和0.1mol/L醋酸各5mL，测其溶液的pH。
另取两只小烧杯，分别盛50mL蒸馏水。
向其中一个烧杯内滴入1滴（约0.05mL）0.1mol/L盐酸，向另一个烧杯中滴入1滴0.1mol/L醋酸，搅拌后，分别测其pH。
现象：
盐酸被稀释1000倍后，溶液的pH增大3个单位值，表明盐酸中氢离子浓度减小到了原来的1/1000；而醋酸被稀释1000倍后，溶液的pH增大不足2个单位值，表明醋酸中c（H+）降低程度要小得多，甚至未低于原溶液的1/100。
讨论：
引导学生重点分析醋酸稀释1000倍后，溶液中c（H+）降低程度较小的原因。
结论：
进一步证明了强电解质——HCl在水中是完全电离的，弱电解质——醋酸在水中只有部分分子发生电离；但随着溶液稀释，发生电离的醋酸分子数目增多。
即醋酸在水中的电离过程是动态的，其电离程度并非固定不变，而是随着溶液的稀释而增大。
最终的实验结论是：
醋酸的电离程度可以随着外界条件的改变而改变。
思考与交流：
既然CH3COOH的电离过程是动态的，那么，已经电离产生的CH3COO-和H+是否可能重新结合成CH3COOH分子呢？
有没有什么办法可以证明这一点呢？
【补充实验3-1-2】
取【补充实验3-1-1】中盛有剩余溶液的两支试管，在盛有盐酸的试管内加入0.5gNaCl晶体，在盛有醋酸的试管内加入0.5gCH3COONH4晶体，充分振荡后，测其溶液的pH。
现象：
在盛盐酸的试管中加入NaCl晶体，溶液的pH没有明显变化；在盛醋酸溶液的试管中加入CH3COONH4晶体，溶液的pH明显变大。
结论：
由于c（CH3COO-）增大,导致pH明显变大，即c（H+）明显减小，所以醋酸分子电离为离子的过程是可逆的。
综合【补充实验3-1-1】和【补充实验3-1-2】的实验可得结论：
弱电解质的电离是可逆的，其电离程度可以随着外界条件的改变而改变。
因此，弱电解质的电离也与可逆的化学反应一样，它的两种相反的变化趋势最终会达到平衡。
即在一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率与其离子重新结合成分子的速率相等，溶液中弱电解质的分子和离子的浓度保持不变，这就是电离平衡。
三、问题交流【学与问】
学生通过必修化学1的学习，已经知道电解质在水中都能发生电离，在此基础上，善于思考的学生可能会进一步想到电离程度的问题。
这个【学与问】意在启发学生思考，同时引出本节的教学内容——弱电解质的电离。
【思考与交流】
应用化学平衡原理分析弱酸弱碱的电离平衡过程，意在加深学生对化学平衡、电离平衡的理解。
要求学生填写的表格与教科书中图3-3表述的是同一件事，其目的是让学生在分析平衡过程的同时学习图示和表格的运用。
1.弱酸电离方程式：
HA
H++A-
弱碱电离方程式：
BOH
B++OH-
2.填写下表中的空白
表3-1 HA电离过程中体系各粒子浓度的变化
表3-2 BOH电离过程中体系各粒子浓度的特点
第二节水的电离和溶液的酸碱性
四、习题参考
（一）参考答案
1.
2.氨水中存在的粒子：
NH3·H2O、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）4.18×10－4mol/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。
（二）补充习题
1.25℃时，50mL0.10mol/L醋酸中存在下述平衡：
________________________________
若分别作如下改变，对上述平衡有何影响？
（1）加入少量冰醋酸，平衡将________，溶液中c（H+）将____（增大、减小、不变）；
（2）加入一定量蒸馏水，平衡将________，溶液中c（H+）将（增大、减小、不变）；
（3）加入少量0.10mol/L盐酸，平衡将________，溶液中c（H+）将（增大、减小、不变）；
（4）加入20mL0.10mol/LNaCl溶液，平衡将________，溶液中c（H+）将（增大、减小、不变）。
2.已知CH3COOH分子内的相邻原子间都是以共价键结合的，在水分子作用下，可以电离产生CH3COO-和H+。
并且，溶液的导电能力将随着溶液中离子浓度的增大而增强。
向盛有2mL冰醋酸的烧杯中，滴加一定量水使其稀释为0.001mol/L的醋酸溶液，同时测量通过该溶液的电流强度（实验装置如下图所示）。
试在下面的坐标图中绘出电流计中指示的电流强度随着加水量增多而发生变化的图象。
参考答案：
1.
（1）向电离方向移动，增大；
（2）向电离方向移动，减小；（3）向离子结合成分子的方向移动，增大；（4）向电离方向移动，减小。
2.见图。
三、问题交流
【思考与交流】
此栏目中的三个思考题，一步步带领学生弄清在稀酸、稀碱溶液中仍然有：
c（H+）·c（OH-）=1.0×10-14
酸性溶液中有OH-，碱性溶液中有H+。
四、习题参考
（一）参考答案
1.③④①②；②①④③。
2.NH＋4，OH－，NH3·H2O，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）10,1×10-4 （3）9mL
（二）补充习题
1.把1mL0.1mol/L H2SO4溶液加水稀释成2L溶液,在此溶液中H+，其浓度接近于（）。
A1×10-4mol/LB1×10-8mol/L
C1×10-11mol/LD1×10-10mol/L
2.99℃时，Kw=1×10-12，在该温度下，将1mL0.1mol/LKOH溶液加水稀释至1L，则溶液的pH为；若加水稀释至1000L，则溶液的pH为。
参考答案：
1.A。
2.稀释至1L时，pH为8；稀释至1000L时，pH为6。
第三节盐类的水解
三、问题交流
【思考与交流1】
【学与问】
离子反应发生的条件中，有水生成一条可扩展为有弱电解质生成。
四、习题参考
（一）参考答案
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+H2O
SO2↑+2HCl↑
（2）AlCl3溶液易发生水解，AlCl3·6H2O与SOCl2混合加热，SOCl2与AlCl3·6H2O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，MgCl2·6H2O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；MgSO4·7H2O没有类似可促进水解反应进行的情况。
（二）补充习题
泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液，该溶液呈碱性的原因是：
_____________；灭火器内另有一容器中装有Al2（SO4）3溶液，该溶液呈酸性的原因是：
____________。
当意外失火时，使泡沫灭火器倒过来即可使药液混合，喷出CO2和Al（OH）3，阻止火势蔓延。
其相关的化学方程式为：
_________________。
参考答案：
HCO3－+H2O
H2CO3+OH-
Al3++3H2O
Al（OH）3+3H+
Al3++3HCO3－
Al（OH）3↓+3CO2↑
第四节难溶电解质的溶解平衡
三、问题交流
【思考与交流1】
此交流的作用在于让学生应用已学知识积极思考，有利于其对沉淀溶解平衡的理解。
1.溶解度可以很小很小，但仍有度。
溶与不溶，是相对的，没有绝对不溶的物质。
2.生成沉淀的离子反应不能真正进行到底。
说生成沉淀的离子反应能够完全也是相对的。
【思考与交流2】
该交流具有对沉淀生成反应应用进行小结的性质。
1.在无需考虑其他因素的情况下，从溶解度大小考虑，应选择钡盐。
2.从溶解度是否足够小考虑。
选择合适的沉淀剂或不断破坏溶解平衡使平衡向生成沉淀的反应方向移动。
在溶液中，不能通过沉淀的方法除去要除去的全部离子。
但一般认为，当欲除去的离子浓度小于1×10－5mol/L时，沉淀基本完全。
【思考与交流3】
1.溶于盐酸：
Mg（OH）2+2HCl==MgCl2+H2O
溶于氯化铵：
Mg（OH）2+2NH4Cl==MgCl2+2NH3·H2O
2.上面两个反应中，Mg（OH）2在水中少量溶解、电离出的OH－分别与酸和盐电离出的H＋、NH4＋作用，生成弱电解质H2O和NH3·H2O，它们的电离程度小，在水中比Mg（OH）2更难释放出OH－，H2O和NH3·H2O的生成使Mg（OH）2的溶解沉淀平衡向溶解方向移动，直至完全溶解。
设法从沉淀溶解平衡体系中不断移去沉淀溶解、电离出的离子，如使生成弱电解质，可达到使沉淀溶解的目的。
【思考与交流4】
1.如教科书下文中所述。
2.颠倒操作步骤，转化不会发生。
沉淀只能从溶解度小的转化为溶解度更小的。
解释略。
四、习题参考
（一）参考答案
1.文字描述略。
2.C； 3.C； 4.D。
5.
（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。
（二）补充习题
1.要除去MgCl2酸性溶液里少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（）。
（A）MgO （B）MgCO3 （C）NaOH （D）Mg（OH）2
2.已知25℃，AgI的饱和溶液中c（Ag+）为1.22×10-8mol/L，AgCl的饱和溶液中c（Ag+）为1.25×10-5mol/L。
若在5mL含有KCl和KI各为0.01mol/L的溶液中，加入8mL0.01mol/LAgNO3溶液，这时溶液中所含溶质的离子浓度由大到小的次序是：
____________。
参考答案：
1.C； 2.c（K+）＞c（NO3-）＞c（Cl-）＞c（Ag+）＞c（I-）。
P82思考与交流
原电池与电解池的比较
P82【科学探究】
可以仿照教材中CuCl2溶液的电解装置（图4-8），仍用两根石墨棒作电极，电解质溶液改为饱和食盐水，将电极与直流电源接通之后，即可见到阴极和阳极上均有气泡放出。
在阴极上产生的是H2，阳极上产生的是Cl2，有刺鼻气味，可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
在溶液中，NaCl==Na++Cl-
H2O
H++OH-
阳极：
2Cl--2e-==Cl2↑（氧化反应）
阴极：
2H++2e-==H2↑（还原反应）
若向两个电极附近
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