人教版高中化学选修四课本习题参考答案.docx
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人教版高中化学选修四课本习题参考答案
人教版高中化学选修四一一课本习题参考答案
人教版高中化学选修四一一《化学反应原理》课本习题参考答案
J
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1molH(g)2燃烧,生成1molHO(g),其反应热42
H=-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
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第二节
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
J
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。
1.C(s)+O(g)==CO(g)22
△H二393.5kJ/mol
2.5molC完全燃烧,△H=2.5molx(-393.5kJ/mol)=-983.8kJ/mol2.H
(g)的燃烧热△H=-285.8kJ/mol2
欲使H完全燃烧生成液态水,得到12
000kJ的热量,需要H1000kJ?
285.82
kJ/mol=3.5mol
3.设S的燃烧热为△HS(s)+O(g)==SO(g)22
32g/mol△H
4g-37kJ
△H=32g/molx(-37kJ)?
4g
J
=-296kJ/mol
4.设CH的燃烧热为△H4
CH(g)+O(g)==CO(g)+2HO(g)4222
16g/mol△H
1g-55.6kJ
△H=16g/molx(-55.6kJ)?
1g
=-889.6kJ/mol
5.
(1)求3.00molC2H2完全燃烧放
出的热量Q
CH(g)+5/2O(g)==2CO(g)+HO22222
(l)
26g/molAH
2.00g-99.6kJ
AH=26g/molx(-99.6kJ)?
2.00g
=-1294.8kJ/mol
Q=3.00molx(-1294.8kJ/mol)=-3
884.4kJ?
-3880kJ
⑵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CH放出的热量多。
22
6.写出NH燃烧的热化学方程式3
NH(g)+5/4O(g)==NO322(g)+3/2HO(g)2
将题中
(1)式乘以3/2,得:
3/2H(g)+3/4O(g)==3/2HO(g)222
3/2AH=3/2x(-241.8kJ/mol)1
=-362.7kJ/mol
将题中
(2)式照写:
1/2N(g)+O(g)==NO(g)222AH=+33.9kJ/mol2
将题中(3)式反写,得
NH(g)==1/2N(g)+3/2H(g)322-AH=46.0kJ/mol3
再将改写后的3式相加,得:
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二—上】“”応
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/kmX5km/dx365d?
32200
kJ/kg=9.64kg
8.此人脂肪储存的能量为4.2x105kJ。
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:
4.2x105kJ?
420kJ/km=1000km
7
9.1t煤燃烧放热2.9X10kJ50t水由20?
升温至100?
,温差100?
-
20?
=80?
,此时需吸热:
3
50x10kgX80?
X4.184
7
kJ/(kg?
?
)=1.6736x10kJ
7锅炉的热效率=(1.6736x10
7
kJ?
2.9x10kJ)x100%
=57.7%
10.各种塑料可回收的能量分别是:
334耐纶5mx4.2x104kJ/m=21x10kJ
334聚氯乙烯50mx1.6x104kJ/m=80x10
kJ
3
丙烯酸类塑料5mx1.8x104
34
kJ/m=9x10kJ
334聚丙烯40mx1.5x104kJ/m=60x10kJ
将回收的以上塑料加工成燃料,可回收能量为
444421x10kJ+80x10kJ+9x10kJ+60x10
46
kJ=170x10kJ=1.7x10kJ
JJ
JJ
第二单元
第一节1.略。
JJ
2.1?
3?
2。
3.
(1)A;
(2)C;(3)B。
4.D。
5.A。
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N后,容器内2
(或其分压)没有
的气体物质的量增加,容器承受的压强增大,但反应物的浓度增大,反应速率不能增大
(3)降低。
由于加入了N,要保持2
容器内气体压强不变,就必须使容器的容积加大,造成H和I蒸气的浓度22
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
升温
2.
慢发生的反应2CO+2NO==N+2CO迅速进行。
给导出的汽车尾气再加压、
的想法不合乎实际。
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。
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3molH不能完全化合生成2mol2
NH所以,反应放出的热量总是小3
于92.4kJ。
9.设:
CO的消耗
⑵适当降低温度,增大压强。
5.B;6.C;7.C;8.C
浓度为x
d(n■H itUJf游去9l#6jt-t? _=3,066j=U.(W75d(ci,iH_r) rc)前转化車为罟罟=75.j%| 第四节 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△H,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。 第三单元 第一节 如犠忙i电 -r| ■IJ: ff」|・] 沖'i山H*、 2.氨水中存在的粒子: NH? HO32 -+ NHOH4 -+-氯水中存在的粒子: Cl、Cl、HCIO2 JJ 3.⑴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 探(5)错。 此题涉及水解较复杂,不要求学生考虑水解 不变。 一定温度下,该比值为常数一一平衡常数。 4 ⑵4.18X10mol/L 5. (1)略; (2)木头中的电解质杂质溶于水中,使其具有了导电性。 1.? ? ? ? ;? ? ? ? 2.NH,4,OH,,NH3? H2OH, 9.注: 不同品牌的同类物品,其相应的pH可能不尽相同。 IB 曲PI iA1%i. i'i叫 丟JS i订ifl £ftW kH 1 ■giij hI- -1 i■' hr" Jr-u (-1 1 10. ■I i ri 鶴ilE■沪hMGl"|._l JL-i|u“ Swlf彩 窑1・1吟7 |-;E I.Z &J ILJ *■al Ej« \pt1'■r; ■ifrw・甲 U..炕询. 317 £时*'Ft'亭-汕ft. >吐・Q'J ■Stil..r —fflu a也掘a liftffbPfl -411.图略。 ⑴酸性 (2)10,1X10(3) 9mL 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)。 ,,,,322 6.>,AI+2SO+2Ba+4OH=4 2 2BaSO? +AlO+2HO;42 =,2Al+3SO+3Ba+6OH=4 3BaSO? +2AI(OH)? 43 ,,,22 7.CO+HO=HCO+OH,Ca323 2 +CO=CaCO? 33 8.NaCO溶液的pH>NaHC溶液的233 ,2pH,因为由HCO电离成CO比由33 J HCO电离成HCOS难,即NaCO2332与NaHC是更弱的弱酸盐,所以水3解程度会大一些。 9. (1)SOCl+HOSO? +2HCl? 222 (2)AlCl溶液易发生水解,AICI? 6HO332与SOCl混合加热,SOCl与AICI? 6223HO中的结晶水作用,生成无水AICI23及SO和HCI气体。 2 10.加水的效果是增加水解反应的反应物c(SbCI),加氨水可中和水解反3+应生成的HCI,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。 孤11.受热时,MgCI? 6HOK解反应22 的生成物HCI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;MgSO? 7H没有类似可促进水解反42 应进行的情况。 第四节 1.文字描述略 止一屮咐占 **■輕1片: A aa ■•-H! L.flVr■- 丈i- h .护4 -.W、in* *1: 驚 Mt 2.C;3.D;4.C ,2 5. (1)S与H作用生成的HS气体会2 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 2-与碳酸钙沉淀溶解平衡中的CO作3用,可生成CO逸出反应体系,使其2沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。 2- (3)硫酸溶液中的SO对BaSO的沉44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。 第四单元 第一节 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""- 2.铜,Cu-2e==Cu;银,Ag+e==Ag。 3.a、c、d、b。 4.B;5.B、Do Fe Zn$O4 FeSO4 Zn 图4-2锌铁原电池装置 6.装置如图4-2所示。 -2+ 负极: Zn-2e==Zn 2+- 正极: Fe+2e==Fe 1.A;2.C;3.C。 4.铅蓄电池放电时的电极反应如下 -2- 负极: Pb(s)+S0(aq),2e==4 PbSO(s)4 +-2-正极: PbO(s)+4H(aq)+SO(aq)+2e24==PbSO(s)+2HO(l)42 铅蓄电池充电时的电极反应如下: -阴极: PbSO(s)+2e==4 2- Pb(s)+SO(aq)4 -阳极: PbSO(s)+2HO(l),2e==42 +2- PbO(s)+4H(aq)+SO(aq)24 总反应方程式: Plrim丨・加「SCfI: 日円*斗Ht|- 第三节 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。 -2+ 负极: Zn-2e==Zn(氧化反应) 2+- 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CuCI溶液的电解装置为2 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==Cl? (氧化反应)2 2+- 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。 其电极主要反应如下: -2+ 阳极(粗铜): Cu-2e==Cu(氧化反应) 2+- 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: -2+ 阳极(粗铜): Zn-2e=Zn -2+ Ni—2e=Ni 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)。 2+2+ 在阴极,电解质溶液中Zn和Ni的 2+ 氧化性又不如Cu强,难以在阴极获得 2+2+ 电子被还原,故Zn和Ni被滞留在溶 2+ 液中。 因此,在阴极只有Cu被还原并沉积在纯铜片上,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: 2CI-2e==Cl? (氧化反应)2 +- 阴极: 2H+2e==H? (还原反应)2 或阴极: 2HO+2e==H? +2OH还22 原反应) 总反应: 2NaCI+2HO==22NaOH+H? +CI? 22 JJ 在阴极析出1.42LH,同时在阳极2 也析出1.42LCl。 2 6.依题意,电解XCI溶液时发生了如2 下变化: itill xn- 22,IL IJ2h M(X)=3.2gX22.4L/(1molX1.12 L)=64g/mol 即X的相对原子质量为64。 又因为2Cl-2e==Cl? 2 2mol22.4L n(e)1.12L 第四 n(e)=2molx1.12L/22.4L=0.1mol即电路中通过的电子有0.1mol。 -2+ 1.负极;Fe-2e==Fe;正极;析氢 +- 腐蚀: 2H+2e==H? 析氧腐蚀: 2 2HO+O+4e==4OH22 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 2+--==2Fe;2HO+O+4e==4OH22 2+-2 Fe+2OH==Fe(OH),4Fe(OH)+O+2HO==4Fe(OH)2223 3.C;4.B、D;5.A、C; 6.A、D。 7.金属跟接触到的干燥气体(如O2CI、SO)或非电解质液体直接发生22 化学反应而引起的腐蚀,叫做化学腐蚀。 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。 JJ 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H,因此这2 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: -2+ 负极: 2Fe-4e==2Fe正极: 2HO+O+4e==4OH22 总反应: 2Fe+2HO+O==2Fe(0H)2229.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 JJ 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。
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