1、化学选修4化学反应原理课后习题和答案 化学选修4化学反应原理课后习题和答案第一章 化学反应与能量 第二章 第一节 化学反应与能量的变化P5习题1.举例说明什么叫反应热，它的符号和单位是什么？2.用物质结构的知识说明为什么有的反应吸热，有的反应放热。3.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)1 mol N2 (g)与适量H2（g）起反应，生成NH3（g），放出92.2 kJ热量。(2)1 mol N2 (g)与适量O2（g）起反应，生成NO2（g），吸收68 kJ热量。(3)1 mol Cu(s)与适量O2（g）起反应，生成CuO（s），放出157 kJ热量。(4)1 mol C(s)与适
2、量H2O（g）起反应，生成CO（g）和H2 (g)，吸收131.3 kJ热量。(5)卫星发射时可用肼（N2H4）作燃料，1 mol N2H4(l)在O2（g）中燃烧，生成N2（g）和H2O（l），放出622 kJ热量。(6)汽油的重要成分是辛烷（C8H18），1 mol C8H18 (l)在O2（g）中燃烧，生成CO2（g）和H2O（l），放出5 518 kJ热量。4.根据下列图式，写出反应的热化学方程式。P6习题1.举例说明什么叫反应热，它的符号和单位是什么？1、 化学反应过程中所释放或吸收的热量叫做反应热。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或kJmol-1
3、 。例如1molH2（g）燃烧，生成1molH2O（g），其反应热H241.8kJ/mol。2.用物质结构的知识说明为什么有的反应吸热，有的反应放热。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。P10习题1、燃烧热数据对生产、生活有什么实际意义？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
4、很高，它们都是良好的燃料2、石油资源总有一天会枯竭，现在就应该寻求应对措施。目前已使用甲醇、乙醇作为汽油的代用品，这样做的好处是什么？化石燃料蕴藏量有限，不能再生，最终将会枯竭，因此现在就应该寻找对应措施。措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油，农牧业废料、高产作物（甘蔗、高粱、甘薯、玉米等）、速生树木（如赤、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、乙醇的原料是可以再生的，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、用氢气作燃料有什么优点？在当今的技术条件下有什么问题？它的发展前景如何？氢气是最轻的燃料，而且单位质量的燃烧值最高，因此它是优异的火箭燃
5、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、科学家发现海底存在大量水合甲烷，请你谈谈甲烷燃料开发的前景。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、下表列出了生产1 t工业原材料的平均能耗：原材料能耗/（kJt1）原材料能耗/（kJ
6、t1）铝2.5108铁和钢4.7107某种塑料5.4107铜4.32107锌5.0107水泥7.25106铅5.0107请画出一柱状图来形象地表述这些数据，并提出合理利用资源、能源的设想。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、私人汽车与公交车相比，前者的耗油量和排出的污染物均大约是后者的，而后者载运的乘客量平均为50人，前者平均为2人。请根据以上数据对这两种交通工具做出评价。公交车个人耗油量和排出的污染物量为私人车的，从经济和环保角度看，发展公共交
7、通更为合理。P13习题1. 2.5 mol C在O2中完全燃烧生成CO2，放出多少热量？2.完全燃烧多少摩H2使生成液态水，才能得到1000 kJ热量？3. 4.0 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出37 kJ热量，计算S的燃烧热。4. 1.00 g CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出55.6 kJ热量，计算CH4的燃烧热。5. 2.00 g C2H2完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6 kJ热量，3.00 mol C2H2完全燃烧能放出多少热量？燃烧相同物质的量的CH4和C2H2，哪种气体燃烧放出的热量多？6.NH3(g)燃烧生成NO2 (g)和H2O(g)，已知(1)H2 (g
8、)+ O2 (g)=H2O(g) H=241.8 kJ/mol(2) N2 (g)+O2 (g)=NO2 (g) H=33.9 kJ/mol(3) N2 (g)+ H2 (g)=NH3(g) H=46.0 kJ/mol试计算NH3(g)燃烧热量。7.1 kg人体脂肪可储存约32200 kJ能量。一般人每行走1 km大约要消耗170 kJ能量，如果某人每天步行5 km，1年中因此而消耗的脂肪大约是多少？8.一个体重为70 kg的人的脂肪储存的能量约为4.2105 kJ，如果快速奔跑1 km要消耗420 kJ能量，此人的脂肪可以维持奔跑的距离是多少？9.某锅炉用1.0 t煤可烧开水50 t（进锅炉
9、水温20 ），请计算该锅炉的热效率。（1 t煤燃烧放热2.9107 kJ)。（提示：锅炉的热效率=100%）10.下表列出了生产1 m3塑料的能耗和可从同量塑料回收的能量。塑料能耗/ kJ可回收能量/ kJ塑料能耗/ kJ可回收能量/ kJ耐纶7.81044.2104丙烯酸类塑料4.31041.8104聚氯乙烯3.81041.6104聚丙烯2.01041.5104现废品收购站已回收如下数量的废塑料：耐纶5 m3、聚氯乙烯50 m3、丙烯酸类塑料5 m3、聚丙烯40 m3,如将它们加工成燃料，可回收多少能量？11 制造一辆汽车和为延长汽车使用寿命而采用各种方法防止金属腐蚀，大约要花费9.0107
10、 kJ能量，而汽车在使用期限所消耗的汽油能量约为1.0109 kJ。有人分析了这两个数据，认为与其千方百计去防止金属腐蚀以延长汽车寿命来降低能耗，不如在降低油耗上下功夫更具有实际意义。谈谈你的看法。第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率P19习题1.通常化学反应速率用 来表示。2.对于化学反应N2+3H2=2NH3，当分别用N2、H2、NH3三种物质表示该反应的速率时，它们的速率之比等于 之比。3.将气体A、B置于容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：4A（g）十B（g）=2C（g）反应进行到4 s末，测得A为0.5 mol，B为0.4 mol，C为0.2 mol。则：（1）用生
11、成物C浓度的增加来表示该反应的速率应为（a ）；（2）用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为（c ）；（3）用反应物B浓度的减少来表示该反应的速率应为（b ）。A.0.025 mol/（Ls） B.0.012 5 mol/（Ls）C.0.05 mol/（Ls） D.0.1 mol/（Ls）4 已知4NH3+5O2=4NO+6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示，则正确的关系是（）。A.v（NH3）=v（O2） B.v（O2）=v（H2O）C.v（NH3）=v（H2O） D.v（O2）=v（NO）5 在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v（
12、A）、v（B）、v（C）表示。已知v（A）、v（B）、v（C）之间有以下关系2v（B）=3v（A），3v（C）=2v（B）。则此反应可表示为（ ）。A.2A+3B=2C B.A+3B2=CC.3A+B=2C D.A+B=C习题参考答案1. 略。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 P24习题1、在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p（Pa）,并在一定温度下使其发生反应：H2（g）+I2（g）=
13、2HI（g）H0。（1）保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2，反应速率加快吗？理由是 。（1）加快。增大了反应物的浓度，使反应速率增大。（2）保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2（N2不参加反应），反应速率也加快吗？理由是 。（2）没有加快。通入N2后，容器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）保持容器气体压强不变，向其中加入1 mol N2（N2不参加反应），反应速率 ，理由是 。（3）降低。由于加入了N2，要保持容器气体压强不变，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）保持
14、容器气体压强不变，向其中加入1 mol H2（g）和1 mol I2（g），反应速率 ，理由是 。（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）提高起始的反应温度，反应速率 ，理由是 。（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，单位时间的有效碰撞次数增加，反应速率增大。2、NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，反应的化学方程式为2CO2NO=N22CO2，为了控制大气污染，提出下列建议：A.使用催化剂 B.改变压强 C.提高
15、反应温度你认为可行的方法是 ，理由是 。 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：则下列说确的是（ ）。t1=75 st2200t3单位时间消耗的锌的质量mGmFmBA. B. C. 只有 D. 全部正确 参考答案 1. A、C； 2. C。第三节 化学平衡 P32习题1.化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应中， 的状态。1. 正、逆反
16、应速率相等，反应物和生成物的质量（或浓度）保持不变。2.已知反应A（g）+3B（g）2C（g）在一定温度下达到平衡，该反应的平衡常数表达式为 。若各物质的平衡浓度分别为c（A）=2.0 mol/L、c（B）=2.0 mol/L、c（C）=1.0 mol/L，则K= 。3.化学平衡发生移动的标志是 发生变化，能够使化学平衡移动的因素有 ，催化剂虽然能够 速率，但 化学平衡移动。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。4.25 时，合成氨反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g） H=92.4
17、kJ/mol（1）在该温度时，取l mol N2和3 mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4 kJ。其原因是 。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）为了提高NH3的产率，应如何选择反应条件？（2）适当降低温度，增大压强。5.一定温度下，对可逆反应A（g）+2B（g）=3C（g）的下列叙述中，不能说明反应已达到平衡的是（B ）。A.C生成的速率与C分解的速率相等 B.单位时间消耗a mol A，同时生成3a mol CC.容器的压强不再
18、变化 D.混合气体的物质的量不再变化6.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA（g）+yB（g）=zC（g）平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度降低为0.30 mol/L。下列有关判断正确的是（C ）。A.x+yzB.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率降低D.C的体积分数下降7.对已经达到化学平衡的下列反应2X（g）+Y（g）2=Z（g）减小压强时，对反应产生的影响是（C）。A.逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动B.逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动C.正、逆反应速率都减小，平衡
19、向逆反应方向移动D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动8.2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生下述反应：PCl3（g）+Cl2（g）=PCl5（g）达平衡时，PCl5为0.40 mol，如果此时移走1.0 mol PCl3和0.50 mol Cl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是（C）。A.0.40 mol B.0.20 mol C.小于0.20 molD.大于0.20 mol，小于0.40 mol9.已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）在427 时的平衡常数是9.4。如果反应
20、开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01 mol/ L,计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。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20 min平均速率为_molL-1min-1。在（2）中，A的初始浓度c2=_molL-1。设（3）的反应速率为v3，（1）的反应速率为v1，则v3 _ v1（填、=、）且c3 _ 1.0 molL-1）（填、=、）。（4）比较（4）和（1），可推
21、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4 mol、2 mol和4 mol，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1 mol D. 均减少1 mol1. （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
22、体n=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
23、的量之比为212，若把A、B、C三种物质各增加1 mol拆分为A、B、C，依次为1 mol、0 5 mol、1 mol，使之符合212，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0 5 mol B，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1 mol，思路与之相似，应向左移动。第四节 化学反应进行的方向 P36习题1.举出几种日常生活中常见的由于熵增的原因而使某过程自发进行的实例。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.应该如何判
24、断反应进行的方向？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 水溶液中的离子平衡 第一节 弱电解质的电离 P43-44习题1.稀氨水中存在下述电离平衡：NH3+H2O=NH3H2O=NH+4+OH试分析向溶液中分别加入下列物质时，平衡如何移动：加入的物质氯化铵氨气氢氧化钠平衡移动方向1.2.用化学式分别表示出氨水和氯水中存在的粒子（分子、离子）。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.判断下列说法是否正确，并说明理
25、由：（1）强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强；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）中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，盐酸所需氢氧化钠多于醋酸； (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）将NaOH和氨水溶液各稀释一倍，两者的OH-浓度均减少到原来的； (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
26、浓度降低不到一半。（4）如果盐酸的浓度是醋酸浓度的二倍，则盐酸的H+浓度也是醋酸的二倍； (4) 错。醋酸中的氢没有全部电离为H。*（5）物质的量相同的磷酸钠溶液和磷酸溶液中所含的PO3-4量相同。(5) 错。此题涉及水解较复杂，不要求学生考虑水解。4.已知25 下，醋酸溶液中存在下述关系：其中的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。试回答下述问题：（1）当向该溶液中加入一定量的盐酸时，上式中的数值是否发生变化？为什么？4 (1) 不变。一定温度下，该比值为常数平衡常数。（2）若醋酸的起始浓度为0.010 mol/ L，平衡时氢离子浓度c(H)是多少？（提示：醋酸的电离常数很小，平衡时的c(CH3
27、COOH)可近似视为仍等于0.010 mol/ L。） (2) 4.18104 mol/L*5.试解释下列事实：(1)实验证明，多元弱酸的分步电离一步比一步困难（提示：可以从粒子的电荷情况和电离平衡的移动两方面加以考虑）；(1) 电离难的原因： a、一级电离出H+后，剩下的酸根阴离子带负电荷，增加了对H+的吸引力，使第二个H+离子电离困难的多； b、一级电离出的H+抑制了二级的电离。(2)纯水和干木头都不导电，但木头用水浸湿后却可以导电。(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，
28、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
29、/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。P52-53习题1.下列溶液，c(H)由小到大的排列顺序是；pH由小到大的排列顺序是。 0.1mol/ L HCl 溶液； 0.1mol/ L H2SO4 溶液； 0.1mol/ L NaOH 溶液； 0.1 mol/ L CH3COOH 溶液2.在氨水中，各种粒子的物质的量浓度由大到小的顺序是NH4，OH，NH3H2O，H。3.根据生活经验，判断下列物质按酸碱性的一定顺序依次排列正确的是(C )。A.厕所清洁剂 厨房清洁剂 醋 肥皂B.醋 厕所清洁剂 肥皂 厨房清洁剂C.厕所清洁剂 醋 肥皂 厨房清洁剂D.厨房清洁剂
