高中化学选修四《化学反应原理》课本习题参考答案9911.pdf

《高中化学选修四《化学反应原理》课本习题参考答案9911.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学选修四《化学反应原理》课本习题参考答案9911.pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、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 H,单位是 kJ/mol.例如 1 mol H2 g 燃烧,生成 1 mol H2Og,其反应热H=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,

2、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

3、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

4、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.Cs+O2 g=CO2 g H=kJ/mol mol C 完全燃烧,H=mol kJ/mol=kJ/mol 2.H2 g 的燃烧热 H=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 kJ kJ/mol=mol 3.设 S 的燃烧热为 H Ss+O2 g=SO2 g 32 g/mol H 4g-37 k

5、J H=32 g/mol-37 kJ4 g=-296 kJ/mol 4.设 CH4 的燃烧热为 H CH4 g+O2 g=CO2 g+2H2Og 16 g/mol H 1g kJ H=16 g/mol kJ1 g=kJ/mol 5.1 求 mol C2H2 完全燃烧放出的热量 Q C2H2 g+5/2O2 g=2CO2 g+H2Ol 26 g/mol H 2.00 g kJ H=26 g/mol kJ2.00 g=-1 kJ/mol Q=mol-1 kJ/mol=-3 kJ-3 880 kJ 2从 4 题已知 CH4 的燃烧热为 kJ/mol,与之相比,燃烧相同物质的量的 C2H2 放出的 热

6、量多.6.写出 NH3 燃烧的热化学方程式 NH3 g+5/4O2 g=NO2 g+3/2H2Og 将题中 1 式乘以 3/2,得:3/2H2 g+3/4O2 g=3/2H2Og 3/2H1=3/2 kJ/mol=kJ/mol 将题中 2 式照写:1/2N2 g+O2 g=NO2 g H2=+kJ/mol 将题中 3 式反写,得 NH3 g=1/2N2 g+3/2H2 g-H3=kJ/mol 再将改写后的 3 式相加,得:2 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

7、/d365 d32 200 kJ/kg=9.64 kg 8.此人脂肪储存的能量为105 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:105 kJ420 kJ/km=1 000 km 9.1 t 煤燃烧放热107 kJ 50 t 水由 20 升温至 100,温差 100-20=80,此时需吸热:50103 kg80 kJ/kg=6107 kJ 锅炉的热效率=6107 kJ107 kJ100%=%10.各种塑料可回收的能量分别是:耐纶 5 m3104 kJ/m3=21104 kJ 聚氯乙烯 50 m3104 kJ/m3=80104 kJ 丙烯酸类塑料 5

8、m3104 kJ/m3=9104 kJ 聚丙烯 40 m3104 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=106 kJ 3 第二单元 第一节 化学反应速率 1.略.2.1:3:2.3.1A;2C;3B.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

9、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

10、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 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 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

11、化学反应的方向时不能 只根据焓变 H,Al+2SO42+2Ba2+4OH=2BaSO4+AlO2+2H2O;+-+-=,2Al3+3SO42+3Ba2+6OH=3BaSO4+2AlOH3-+-7.CO32+H2O=HCO3+OH,Ca2+CO32=CaCO3-8.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,SO

12、Cl2 与 AlCl36 H2O 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 cSbCl3+减少生成物 cH ,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.7 5.1 S2 与 H 作用生成的

13、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.

14、2+-图 4-2 锌铁原电池装置 6.装置如图 4-2 所示.负极:Zn-2e=Zn 2+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:Pbs+SO4 aq-2e=PbSO4s 正极:PbO2 s+4H aq+SO4 aq+2e=PbSO4 s+2H2Ol 铅蓄电池充电时的电极反应如下:+22-9 阴极:PbSO4 s+2e=Pbs+SO4 aq 阳极:PbSO4 s+2H2Ol-2e=PbO2s+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

15、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

16、.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=Zn 2+2+2+2+2+2+10 Ni2e=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

17、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 1.42 L H2,同时在阳极也析出 1.42 L Cl2.6.依题意,电解 XCl2 溶液时发生了如下变化:+2+2+2+2+2+2+MX=3.2 g22.4 L/1 mol1.12 L=64 g/mol 即 X 的相对原子质量为 64.又因为 2Cl-2e=Cl2 2 mol ne -22.4L 1.12L ne=2

18、 mol1.12 L/22.4 L=mol 即电路中通过的电子有 mol.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-=4OH2H 2.1 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-=FeOH2,4FeOH 2+O2+2H2O=4FeOH 3 3.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

19、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=2FeOH 2 9.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.可设计如下实验: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;