化學選修4課本課后練習題答案第1.2章

【專家解說】：人教版的： 第1章第一節(jié) 1. 化學反應過程中所釋放或吸收的能量，叫做反應熱，在恒壓條件下，它等于反應前后物質(zhì)的焓變，符號是ΔH，單位是kJ/mol。例如1 mol H2 (g)燃燒，生成1 mol H2O(g)，其反應熱ΔH=-241.8 kJ/mol。 2. 化學反應的實質(zhì)就是反應物分子中化學鍵斷裂，形成新的化學鍵，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。當反應完成時，若生成物釋放的能量比反應物吸收的能量大，則此反應為放熱反應；若生成物釋放的能量比反應物吸收的能量小，反應物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，則此反應為吸熱反應。 第二節(jié) 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. 化石燃料蘊藏量有限，不能再生，最終將會枯竭，因此現(xiàn)在就應該尋求應對措施。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)過發(fā)酵或高溫熱分解就可以制造甲醇或乙醇。由于上述制造甲醇、乙醇的原料是生物質(zhì)，可以再生，因此用甲醇、乙醇代替汽油是應對能源危機的一種有效措施。 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，再加上無污染，氫氣自然也是別的運輸工具的優(yōu)秀燃料。在當前，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。如果用太陽能和水廉價地制取氫氣的技術(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，這是人們所擔心的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)海底存在大量水合甲烷，其儲量約是已探明的化石燃料的2倍。如果找到了適用的開采技術(shù)，將大大緩解能源危機。 5. 柱狀圖略。關(guān)于如何合理利用資源、能源，學生可以自由設想。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. 公交車個人耗油和排出污染物量為私人車的1/5，從經(jīng)濟和環(huán)保角度看，發(fā)展公交車更為合理。 第三節(jié) 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2章第一節(jié) 1. 略。 2. 1∶3∶2。 3. （1）A；（2）C；（3）B。 4. D。 5. A。 第二節(jié) 1. （1）加快。增大了反應物的濃度，使反應速率增大。 （2）沒有加快。通入N2后，容器內(nèi)的氣體物質(zhì)的量增加，容器承受的壓強增大，但反應物的濃度（或其分壓）沒有增大，反應速率不能增大。 （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，反應速率減小。 （4）不變。在一定溫度和壓強下，氣體體積與氣體的物質(zhì)的量成正比，反應物的物質(zhì)的量增大一倍，容器的容積增大一倍，反應物的濃度沒有變化，所以，反應速率不變。 （5）加快。提高溫度，反應物分子具有的能量增加，活化分子的百分數(shù)增大，運動速率加快，單位時間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)增加，反應速率增大。 2. A。催化劑能夠降低反應的活化能，成千上萬倍地提高反應速率，使得緩慢發(fā)生的反應2CO+2NO== N2+2CO2迅速進行。給導出的汽車尾氣再加壓、升溫的想法不合乎實際。 第三節(jié) 1. 正、逆反應速率相等，反應物和生成物的質(zhì)量（或濃度）保持不變。 2. 3. 反應混合物各組分的百分含量，濃度、溫度、壓強（反應前后氣體的物質(zhì)的量有變化的反應），同等程度地改變正、逆反應，不能使。 4. （1）該反應是可逆反應，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以，反應放出的熱量總是小于92.4 kJ。 （2）適當降低溫度，增大壓強。 5. B； 6. C； 7. C； 8. C。 第四節(jié) 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)生反應的氣體依次通入到同一個密閉容器中，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是容易自發(fā)發(fā)生的。在判斷化學反應的方向時不能只根據(jù)焓變ΔH＜0或熵增中的一項就得出結(jié)論，而是要全面考慮才能得出正確結(jié)論。