化学选修四课后习题答案

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。（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。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ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A．a＜c＜0B．b＞d＞0C．2a＝b＜0D．2c＝d＞0参考答案1．A；2．B、C；3．C；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（）。①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量的热AB．①②④C．①③④D．②③④2．1.5g火箭燃料二甲基肼（CH3-NH-NH-CH3）完全燃烧，放出50kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为（）。A1000kJ/molB1500kJ/molC．2000kJ/molD．3000kJ/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10kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5×105kJ。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0.16g该气体燃料，完全燃烧生成224mLCO2（标准状况）和0.36g液态水，并放出8.903kJ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1．D；2．C；3．B。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)ΔH=-393.5kJ/mol2.5molC完全燃烧，ΔH=2.5mol×(-393.5kJ/mol）=-983.8kJ/mol2.H2(g)的燃烧热ΔH=-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ΔHS(s)+O2(g)==SO2(g)32g/molΔH4g-37kJΔH=32g/mol×(-37kJ)÷4g=-296kJ/mol4.设CH4的燃烧热为ΔHCH4(g)+O2(g)==CO2(g)+2H2O(g)16g/molΔH1g-55.6kJΔH=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/molΔH2.00g-99.6kJΔH=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)3/2ΔH1=3/2×(-241.8kJ/mol)=-362.7kJ/mol将题中（2）式照写：1/2N2(g)+O2(g)==NO2(g)ΔH2=+33.9kJ/mol将题中（3）式反写，得NH3(g)==1/2N2(g)+3/2H2(g)-ΔH3=46.0kJ/mol再将改写后的3式相加，得：7.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=1.7×106kJ（二）补充习题1．已知25℃、101kPa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）ΔH＝－393.51kJ/molC(金刚石)＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－395.41kJ/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）ΔH＝－571.6kJ/mol，CO（g）＋1/2O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－283.0kJ/mol。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为（）。A.2∶1B.1∶2C．1∶1D．2∶33．由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：_______。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l)的ΔH=____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）ΔH=+67.7kJ/molN2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）ΔH=-534kJ/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）；ΔH＝－890kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0.75mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18g液态H2O，并放出515kJ热量，CO燃烧的热化学方程式为______________，写出求算过程。参考答案1．A；2．C。3．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）ΔH=-241.8kJ/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。4．2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）；ΔH=-1135.7kJ/mol5．解：由于CO燃烧只生成CO2，故18g液态水均由CH4燃烧产生，若生成18g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）ΔH＝－890kJ/mol1mol2×18g890kJ/moly18gxx=445kJ/mol故由CO燃烧放出的热量为：515kJ-445kJ=70kJy=05moln(CO)=0.75mol-0.5mol=0.25mol则CO燃烧的热化学方程式为：2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－560kJ/mol第二章第一节化学反应速率四、习题参考（一）参考答案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