人教版高中化学选修四《化学反应原理》课本习题参考答案.doc
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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.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5m3×1.8×104kJ/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<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.5第三单元第一节弱电解质的电离1.2.氨水中存在的粒子:
NH3H2O,NH4+,OH氯水中存在的粒子:
Cl2,Cl-,H+,ClO3.
(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)4.18×104mol/L5.
(1)略;
(2)木头中的电解质杂质溶于水中,使其具有了导电性.第二节水的电离和溶液的酸碱性1.③③③③;③③③③.2.NH+4,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.10.611.图略.
(1)酸性
(2)10,1×10-4(3)9mL第三节盐类的水解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).-+--3+6.>,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
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