高中化學(xué)選修四習(xí)題解答

【專家解說(shuō)】：高中化學(xué)選修4課后習(xí)題1-3章答案
第一章
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化
四、習(xí)題參考答案
1. 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量，叫做反應(yīng)熱，在恒壓條件下，它等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓變，符號(hào)是ΔH，單位是kJ/mol。例如1 mol H2 (g)燃燒，生成1 mol H2O(g)，其反應(yīng)熱ΔH=-241.8 kJ/mol。
2. 化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂，形成新的化學(xué)鍵，重新組合成生成物的分子。舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，若生成物釋放的能量比反應(yīng)物吸收的能量大，則此反應(yīng)為放熱反應(yīng)；若生成物釋放的能量比反應(yīng)物吸收的能量小，反應(yīng)物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

第二節(jié) 燃燒熱能源
四、習(xí)題參考答案
1. 在生產(chǎn)和生活中，可以根據(jù)燃燒熱的數(shù)據(jù)選擇燃料。如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氫氣的燃燒熱值均很高，它們都是良好的燃料。
2. 化石燃料蘊(yùn)藏量有限，不能再生，最終將會(huì)枯竭，因此現(xiàn)在就應(yīng)該尋求應(yīng)對(duì)措施。措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油，農(nóng)牧業(yè)廢料、高產(chǎn)作物（如甘蔗、高粱、甘薯、玉米等）、速生樹木（如赤楊、刺槐、桉樹等），經(jīng)過(guò)發(fā)酵或高溫?zé)岱纸饩涂梢灾圃旒状蓟蛞掖?。由于上述制造甲醇、乙醇的原料是生物質(zhì)，可以再生，因此用甲醇、乙醇代替汽油是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的一種有效措施。
3. 氫氣是最輕的燃料，而且單位質(zhì)量的燃燒熱值最高，因此它是優(yōu)異的火箭燃料，再加上無(wú)污染，氫氣自然也是別的運(yùn)輸工具的優(yōu)秀燃料。在當(dāng)前，用氫氣作燃料尚有困難，一是氫氣易燃、易爆，極易泄漏，不便于貯存、運(yùn)輸；二是制造氫氣尚需電力或別的化石燃料，成本高。如果用太陽(yáng)能和水廉價(jià)地制取氫氣的技術(shù)能夠突破，則氫氣能源將具有廣闊的發(fā)展前景。
4. 甲烷是一種優(yōu)質(zhì)的燃料，它存在于天然氣之中。但探明的天然氣礦藏有限，這是人們所擔(dān)心的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)海底存在大量水合甲烷，其儲(chǔ)量約是已探明的化石燃料的2倍。如果找到了適用的開(kāi)采技術(shù)，將大大緩解能源危機(jī)。
5. 柱狀圖略。關(guān)于如何合理利用資源、能源，學(xué)生可以自由設(shè)想。在上述工業(yè)原材料中，能源單耗最大的是鋁；產(chǎn)量大，因而總耗能量大的是水泥和鋼鐵。在生產(chǎn)中節(jié)約使用原材料，加強(qiáng)廢舊鋼鐵、鋁、銅、鋅、鉛、塑料器件的回收利用，均是合理利用資源和能源的措施。
6. 公交車個(gè)人耗油和排出污染物量為私人車的1/5，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度看，發(fā)展公交車更為合理。
第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算
二、習(xí)題參考答案
1. C(s)+O2 (g) == CO2 (g)
ΔH=-393.5 kJ/mol
2.5 mol C完全燃燒，ΔH=2.5 mol×(-393.5 kJ/mol）=-983.8 kJ/mol
2. H2 (g)的燃燒熱ΔH=-285.8 kJ/mol
欲使H2完全燃燒生成液態(tài)水，得到1 000 kJ的熱量，需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol=3.5 mol
3. 設(shè)S的燃燒熱為ΔH
S(s)+O2 (g) == SO2 (g)
32 g/mol ΔH
4 g -37 kJ
ΔH=32 g/mol×(-37 kJ)÷4 g
=-296 kJ/mol
4. 設(shè)CH4的燃燒熱為ΔH
CH4 (g)+O2 (g) == CO2 (g)+2H2O(g)
16 g/mol ΔH
1 g -55.6 kJ
ΔH=16 g/mol×(-55.6 kJ)÷1 g
=-889.6 kJ/mol
5. （1）求3.00 mol C2H2完全燃燒放出的熱量Q
C2H2 (g)+5/2O2 (g) == 2CO2 (g)+H2O（l)
26 g/mol ΔH
2.00 g -99.6 kJ
ΔH=26 g/mol×(-99.6 kJ)÷2.00 g
=-1 294.8 kJ/mol
Q=3.00 mol×(-1 294.8 kJ/mol)=-3 884.4 kJ≈-3 880 kJ
（2）從4題已知CH4的燃燒熱為-889.6 kJ/mol，與之相比，燃燒相同物質(zhì)的量的C2H2放出的熱量多。
6. 寫出NH3燃燒的熱化學(xué)方程式
NH3 (g)+5/4O2 (g) == NO2 (g)+3/2H2O(g)
將題中（1）式乘以3/2，得：
3/2H2 (g)+3/4O2 (g) == 3/2H2O(g)
3/2ΔH1=3/2×(-241.8 kJ/mol)
=-362.7 kJ/mol
將題中（2）式照寫：
1/2N2 (g)+O2 (g) == NO2 (g) ΔH2=+33.9 kJ/mol
將題中（3）式反寫，得
NH3 (g) == 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -ΔH3=46.0 kJ/mol
再將改寫后的3式相加，得：

7. 已知1 kg人體脂肪儲(chǔ)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/km×5 km/d×365 d÷32 200 kJ/kg=9.64 kg
8. 此人脂肪儲(chǔ)存的能量為4.2×105 kJ?？焖俦寂? km要消耗420 kJ能量，此人脂肪可以維持奔跑的距離為：4.2×105 kJ÷420 kJ/km=1 000 km
9. 1 t煤燃燒放熱2.9×107 kJ
50 t水由20 ℃升溫至100 ℃，溫差100 ℃-20 ℃=80 ℃，此時(shí)需吸熱：
50×103 kg×80 ℃×4.184 kJ/(kg?℃)=1.673 6×107 kJ
鍋爐的熱效率=(1.673 6×107 kJ÷2.9×107 kJ）×100%
=57.7%
10. 各種塑料可回收的能量分別是：
耐綸5 m3×4.2×104 kJ/m3=21×104 kJ
聚氯乙烯50 m3×1.6×104 kJ/m3=80×104 kJ
丙烯酸類塑料5 m3×1.8×104 kJ/m3=9×104 kJ
聚丙烯40 m3×1.5×104 kJ/m3=60×104 kJ
將回收的以上塑料加工成燃料，可回收能量為
21×104 kJ+80×104 kJ+9×104 kJ+60×104 kJ=170×104 kJ=1.7×106 kJ
第二章
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
四、習(xí)題參考答案
1. 略。
2. 1∶3∶2。
3. （1）A；（2）C；（3）B。
4. D。
5. A。
第二節(jié) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
三、習(xí)題參考答案
1. （1）加快。增大了反應(yīng)物的濃度，使反應(yīng)速率增大。
（2）沒(méi)有加快。通入N2后，容器內(nèi)的氣體物質(zhì)的量增加，容器承受的壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物的濃度（或其分壓）沒(méi)有增大，反應(yīng)速率不能增大。
（3）降低。由于加入了N2，要保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，就必須使容器的容積加大，造成H2和I2蒸氣的濃度減小，所以，反應(yīng)速率減小。
（4）不變。在一定溫度和壓強(qiáng)下，氣體體積與氣體的物質(zhì)的量成正比，反應(yīng)物的物質(zhì)的量增大一倍，容器的容積增大一倍，反應(yīng)物的濃度沒(méi)有變化，所以，反應(yīng)速率不變。
（5）加快。提高溫度，反應(yīng)物分子具有的能量增加，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，運(yùn)動(dòng)速率加快，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。
2. A。催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，成千上萬(wàn)倍地提高反應(yīng)速率，使得緩慢發(fā)生的反應(yīng)2CO+2NO== N2+2CO2迅速進(jìn)行。給導(dǎo)出的汽車尾氣再加壓、升溫的想法不合乎實(shí)際。

第三節(jié) 化學(xué)平衡
四、習(xí)題參考答案
1. 正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量（或濃度）保持不變。
2.
3. 反應(yīng)混合物各組分的百分含量，濃度、溫度、壓強(qiáng)（反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量有變化的反應(yīng)），同等程度地改變正、逆反應(yīng)，不能使。
4. （1）該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以，反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4 kJ。
（2）適當(dāng)降低溫度，增大壓強(qiáng)。
5. B； 6. C； 7. C； 8. C。
9. 設(shè)：CO的消耗濃度為x。

第四節(jié) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向
四、習(xí)題參考答案
1. 銨鹽溶解常常是吸熱的，但它們都能在水中自發(fā)地溶解。把兩種或兩種以上彼此不發(fā)生反應(yīng)的氣體依次通入到同一個(gè)密閉容器中，它們能自發(fā)地混合均勻。
2. 在封閉體系中焓減和熵增的反應(yīng)是容易自發(fā)發(fā)生的。在判斷化學(xué)反應(yīng)的方向時(shí)不能只根據(jù)焓變?chǔ)＜0或熵增中的一項(xiàng)就得出結(jié)論，而是要全面考慮才能得出正確結(jié)論。
第三章
第一節(jié) 弱電解質(zhì)的電離
四、習(xí)題參考答案
1.

2. 氨水中存在的粒子：NH3?H2O、NH4+、OH-
氯水中存在的粒子：Cl2、Cl-、H+、ClO-
3. (1) 錯(cuò)。導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱取決于電解質(zhì)溶液中離子的濃度，因此強(qiáng)、弱電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力與二者的濃度及強(qiáng)電解質(zhì)的溶解性有關(guān)。
(2) 錯(cuò)。酸與堿反應(yīng)生成鹽，所需堿的量只與酸的物質(zhì)的量有關(guān)，鹽酸和醋酸都是一元酸，物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和醋酸中含有相同物質(zhì)的量的H＋。
(3) 錯(cuò)。一水合氨是弱堿，在水溶液中是部分電離的，其電離平衡受氨水濃度的影響，濃溶液的電離程度低于稀溶液。因此氨水稀釋一倍時(shí)，其OH－濃度降低不到一半。
(4) 錯(cuò)。醋酸中的氫沒(méi)有全部電離為H＋。
※(5) 錯(cuò)。此題涉及水解較復(fù)雜，不要求學(xué)生考慮水解。
4(1) 不變。一定溫度下，該比值為常數(shù)——平衡常數(shù)。
(2) 4.18×10－4 mol/L
5. (1) 略;
(2) 木頭中的電解質(zhì)雜質(zhì)溶于水中，使其具有了導(dǎo)電性。
第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性
四、習(xí)題參考答案
1. ③④①②；②①④③。
2. NH＋4，OH－，NH3?H2O，H＋。
3. C；4A；5D；6D；7A；8A、D。
9. 注：不同品牌的同類物品，其相應(yīng)的pH可能不盡相同。

10.

11. 圖略。(1) 酸性 (2) 10, 1×10-4 (3) 9 mL
第三節(jié) 鹽類的水解
四、習(xí)題參考答案
1. D； 2. B；3. C； 4. D。
5. 乙，如果是弱酸，所生成的鹽電離出的A-會(huì)部分地與水電離出的H＋結(jié)合成HA，則c(A－）≠c(M＋）。
6. >，Al3＋+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?yàn)橛蒆CO3－電離成CO32－比由H2CO3電離成HCO3－更難，即Na2CO3與NaHCO3是更弱的弱酸鹽，所以水解程度會(huì)大一些。
9. (1) SOCl2 +H2O SO2↑+ 2HCl↑
(2) AlCl3溶液易發(fā)生水解，AlCl3?6 H2O與SOCl2混合加熱，SOCl2與AlCl3?6 H2O中的結(jié)晶水作用，生成無(wú)水AlCl3及SO2和HCl氣體。
10. 加水的效果是增加水解反應(yīng)的反應(yīng)物c（SbCl3），加氨水可中和水解反應(yīng)生成的HCl,以減少生成物c（H+），兩項(xiàng)操作的作用都是使化學(xué)平衡向水解反應(yīng)的方向移動(dòng)。
※11. 受熱時(shí)，MgCl2?6H2O水解反應(yīng)的生成物HCl逸出反應(yīng)體系，相當(dāng)于不斷減少可逆反應(yīng)的生成物，從而可使平衡不斷向水解反應(yīng)方向移動(dòng)；MgSO4?7H2O沒(méi)有類似可促進(jìn)水解反應(yīng)進(jìn)行的情況。
第三節(jié) 難溶電解質(zhì)的溶解平衡
四、習(xí)題參考答案
1. 文字描述略。

2. C； 3. D； 4. C。
5. (1) S2－與H＋作用生成的H2S氣體會(huì)逸出反應(yīng)體系，使FeS的沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。
(2) 硫酸鈣也難溶于水，因此向碳酸鈣中加硫酸是沉淀轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，但硫酸鈣的溶解度大于碳酸鈣，轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)。醋酸鈣溶于水，且醋酸提供的H＋與碳酸鈣沉淀溶解平衡中的CO32-作用，可生成CO2逸出反應(yīng)體系，使其沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)。
(3) 硫酸溶液中的SO42-對(duì)BaSO4的沉淀溶解平衡有促進(jìn)平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)的作用。
6. 略。

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