化学选修四课后题答案.doc

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H，单位是kJ/mol。例如1 mol H2 (g)燃烧，生成1 mol H2O(g)，其反应热H=-241.8 kJ/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。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ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 Aac 0 Bbd0 C2ab0 D2cd0参考答案1A；2B、C；3C；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（）。燃烧时发生氧化反应充分燃烧的产物不污染环境乙醇是一种再生能源燃烧时放出大量的热A B CD21.5 g 火箭燃料二甲基肼（CH3-NH-NH-CH3）完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为（）。A1 000 kJ/molB1 500 kJ/molC2 000 kJ/molD3 000 kJ/mol3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10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5105 kJ。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0.16 g该气体燃料，完全燃烧生成224 mL CO2（标准状况）和0.36 g液态水，并放出8.903 kJ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1D；2C；3B。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)H=-393.5 kJ/mol2.5 mol C完全燃烧，H=2.5 mol(-393.5 kJ/mol）=-983.8 kJ/mol2. H2 (g)的燃烧热H=-285.8 kJ/mol欲使H2完全燃烧生成液态水，得到1 000 kJ的热量，需要H2 1 000 kJ285.8 kJ/mol=3.5 mol3. 设S的燃烧热为HS(s)+O2 (g) = SO2 (g)32 g/mol H4 g -37 kJH=32 g/mol(-37 kJ)4 g=-296 kJ/mol4. 设CH4的燃烧热为HCH4 (g)+O2 (g) = CO2 (g)+2H2O(g)16 g/mol H1 g -55.6 kJH=16 g/mol(-55.6 kJ)1 g=-889.6 kJ/mol5. （1）求3.00 mol C2H2完全燃烧放出的热量QC2H2 (g)+5/2O2 (g) = 2CO2 (g)+H2O（l)26 g/mol H2.00 g -99.6 kJH=26 g/mol(-99.6 kJ)2.00 g=-1 294.8 kJ/molQ=3.00 mol(-1 294.8 kJ/mol)=-3 884.4 kJ-3 880 kJ（2）从4题已知CH4的燃烧热为-889.6 kJ/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(-241.8 kJ/mol)=-362.7 kJ/mol将题中（2）式照写：1/2N2 (g)+O2 (g) = NO2 (g) H2=+33.9 kJ/mol将题中（3）式反写，得NH3 (g) = 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -H3=46.0 kJ/mol再将改写后的3式相加，得：7. 已知1 kg人体脂肪储存32 200 kJ能量，行走1 km消耗170 kJ，求每天行走5 km，1年因此而消耗的脂肪量：170 kJ/km5 km/d365 d32 200 kJ/kg=9.64 kg8. 此人脂肪储存的能量为4.2105 kJ。快速奔跑1 km要消耗420 kJ能量，此人脂肪可以维持奔跑的距离为：4.2105 kJ420 kJ/km=1 000 km9. 1 t煤燃烧放热2.9107 kJ50 t水由20 升温至100 ，温差100 -20 =80 ，此时需吸热：50103 kg80 4.184 kJ/(kg)=1.673 6107 kJ锅炉的热效率=(1.673 6107 kJ2.9107 kJ）100%=57.7%10. 各种塑料可回收的能量分别是：耐纶5 m34.2104 kJ/m3=21104 kJ聚氯乙烯50 m31.6104 kJ/m3=80104 kJ丙烯酸类塑料5 m31.8104 kJ/m3=9104 kJ聚丙烯40 m31.5104 kJ/m3=60104 kJ将回收的以上塑料加工成燃料，可回收能量为21104 kJ+80104 kJ+9104 kJ+60104 kJ=170104 kJ=1.7106 kJ（二）补充习题1已知25 、101 kPa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）H393.51 kJ/molC(金刚石)O2（g）CO2（g）H395.41 kJ/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）H571.6 kJ/mol，CO（g）1/2O2（g）2CO2（g）H283.0 kJ/mol。某H2 和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为（）。A. 21B. 12C11D233由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式：_。若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l)的H =_ 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）H=+67.7 kJ/molN2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g） H=-534 kJ/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）； H890 kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0.75 mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18 g液态H2O，并放出515 kJ热量， CO燃烧的热化学方程式为_，写出求算过程。参考答案1A；2C。3H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） H=-241.8 kJ/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。42N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）； H=-1 135.7 kJ/mol5解：由于CO燃烧只生成CO2，故18 g液态水均由CH4燃烧产生，若生成18 g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）H890 kJ/mol1 mol218 g 890 kJ/moly 18 g xx=445 kJ/mol故由CO燃烧放出的热量为：515 kJ-445 kJ=70 kJy=05 moln(CO)=0.75 mol-0.5 mol=0.25 mol则CO燃烧的热化学方程式为： 2CO（g）O2（g）2CO2（g）H560 kJ/mol第二章 第一节 化学反应速率四、习题参考（一）参考答案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。第三节 化学平衡四、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，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以，反应放出的热量总是小于92.4 kJ。（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H0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。第三章第一节 弱电解质的电离四、习题参考(一) 参考答案1.2. 氨水中存在的粒子：NH3H2O、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) 4.18104 mol/L5. (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，50 mL 0.10 mol/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0.10 mol/L盐酸，平衡将_，溶液中c(H+）将（增大、减小、不变）；（4）加入20 mL 0.10 mol/L NaCl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2 mL冰醋酸的烧杯中，滴加一定量水使其稀释为0.001 mol/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。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. NH4，OH，NH3H2O，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. (1) 酸性 (2) 10, 110-4 (3) 9 mL(二) 补充习题1. 把1 mL 0.1 mol/LH2SO4溶液加水稀释成2 L溶液,在此溶液中H+，其浓度接近于（）。A110-4 mol/L B110-8 mol/LC110-11 mol/L D110-10 mol/L2. 99 时，Kw = 110-12，在该温度下，将1 mL 0.1 mol/L KOH溶液加水稀释至1 L，则溶液的pH为；若加水稀释至1000 L，则溶液的pH为。参考答案：1. A。2. 稀释至1 L时，pH为8；稀释至1000 L时，pH为6。第三节 盐类的水解四、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)37. CO32+H2O=HCO3+OH, Ca2+CO32=CaCO38. Na2CO3溶液的pHNaHCO3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，AlCl36 H2O与SOCl2混合加热，SOCl2与AlCl36 H2O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，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