化學選修四課后習題及答案

化學選修4化學反應原理課后習題和答案

第一章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量的變化

P5習題

1.舉例說明什么叫反應熱，它的符號和單位是什么

2.用物質結構的知識說明為什么有的反應吸熱，有的反應放熱。

3.依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式。

(1)1molN?(g)與適量幾(g)起反應,生成限(g)，放出kJ熱量。

(2)1molN2(g)與適量O2(g)起反應，生成NO?(g),吸收68kJ熱量。

(3)1molCu(s)與適量(%(g)起反應,生成CuO(s),放出157kJ熱量。

(4)1molC(s)與適量乩0(g)起反應，生成CO(g)和■(g),吸收kJ熱量。

(5)衛(wèi)星發(fā)射時可用胱(N2HD作燃料，ImolN2Hl⑴在a(g)中燃燒,生成苗(g)和H20(1),

放出622kJ熱量。

(6)汽汨的重要成分是辛烷(C8Hl8),1molC8Hk⑴在()2(g)中燃燒，生成CO2(g)和乩0是)，

放出5518kJ熱量。

4.根據(jù)下列圖式，寫出反應的熱化學方程式。

PG習題

1.舉例說明什么叫反應熱，它的符號和單位是什么

1、化學反應過程中所釋放或吸收的熱量叫做反應熱。恒壓條件下，它等于反應前后物質的培

變。、符號是AH、單位是kj/mol或kJmoL。例如lmolH2(g)燃燒，生成lmolH20(g),

其反應熱AH=-molo

2.用物質結構的知識說明為什么有的反應吸熱，有的反應放熱。

2、化學反應的實質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化為生成物，則此反應為吸熱反應。

Pl。習題

1、燃燒熱數(shù)據(jù)對生產(chǎn)、生活有什么實際意義

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、石汨資源總有一天會枯竭，現(xiàn)在就應該尋求應對措施。目前已使用甲醇、乙醇作為汽油的代

用品，這樣做的好處是什么

化石燃料蘊藏量有限，不能再生，最終將會枯竭，因此現(xiàn)在就應該尋找對應措施。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（甘蔗、高粱、甘薯、玉米等）、速生

樹木（如赤楊、刺槐、核樹等），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、乙醇的原料是可以再生的，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、用氫氣作燃料有什么優(yōu)點在當今的技術條件下有什么問題它的發(fā)展前景如何

氫氣是最輕的燃料，而且單位質量的燃燒值最高，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，成本高口如果用

太陽能和水廉價地制取氫氣的技術能夠突破，則氨氣能源將具有廣闊的發(fā)展前景。

4、科學家發(fā)現(xiàn)海底存在大量水合甲烷，請你談談甲烷燃料開發(fā)的前景。

甲烷是一種優(yōu)質的燃料，，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，將大大緩解能源危機。

5、下表列出了生產(chǎn)1t工業(yè)原材料的平均能耗：

原材料能耗/(kJ-t-1)原材料能耗/(kJ-f1)

鋁X108鐵和鋼XIO,

某種塑料xio7銅xio7

鋅X107水泥XIO6

鉛X107

請畫出一張柱狀圖來形象地表述這些數(shù)據(jù)，并提出合理利用資源、能源的設想。

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、私人汽車與公交車相比，前者的耗油量和排出的污染物均大約是后者的G,而后者載運的乘

客量平均為50人，前者平均為2人。請根據(jù)以上數(shù)據(jù)對這兩種交通工具做出評價。

公交車個人耗油量和排出的污染物量為私人車的G,從經(jīng)濟和環(huán)保角度看，發(fā)展公共交通更

為合理。

P13習題

molC在6中完全燃燒生成C(3放出多少熱量

2.完全燃燒多少摩乩使生成液態(tài)水，才能得到1000kJ熱量

g硫粉在。2中完全燃燒生成SO”放出37kJ熱量，計算S的燃燒熱。

gCH4完全燃燒生成液態(tài)水和Oh放出kJ熱量,計算CHi的燃燒熱。

gC』b完全燃燒生成液態(tài)水和COz,放出kJ熱量，mol&比完全燃燒能放出多少熱量燃燒相同

物質的量的CH」和C2H2，哪種氣體燃燒放出的熱量多

(g)燃燒生成NO2(g)和HzO(g),已知

2

(1)H2(g)+202(g)=乩0(g)d小一kj/mol

2

(2)2N2(g)+02(g)=NO2(g)/5kj/mol

23

(3)2N2(g)+5H2(g)=NH3(g)/滬一kj/mol

試計算NlMg)燃燒熱量。

kg人體脂肪可儲存約32200kJ能量。一般人每行走1km大約要消耗170kJ能量，如果某人

每天步行5km,1年中因此而消耗的脂肪大約是多少

3.將氣體A、B置于容積為2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應:

4A(g)十B(g)=2C(g)

反應進行到4s末，測得A為mol,B為mol,C為mol。則：

(1)用生成物C濃度的增加來表示該反應的速率應為()；

(2)用反應物A濃度的減少來表示該反應的速率應為()；

(3)用反應物B濃度的減少來表示該反應的速率應為()。

mol/(L?s)5mol/(L,s)

mol/(L?s)mol/(L?s)

4已知4N&+5O2=4NO+6H2O,若反應速率分別用r(NH3)、r(02)>r(NO),F(H20)表示，

則正確的關系是()O

45

5(NHJ=v(02)6(02)=v*H20)

24

3(NH2)=V(H20)5(0〃=v(NO)

5在密閉容器中A與B反應生成C,其反應速率分別用/(A)、i/(B)、/(C)表示。已知/

(A)、p(B)、p(C)之間有以下關系2P(B)=3。(A),3。(C)=2〉(B).則此反應可表示

為()。

+3B=2C+3B2=C

+B=2C+B=C

習題參考答案

1.略。

2.1：3：2o

3.(1)A；(2)C；(3)Bo

4.Do

5.Ao

(二)補充習題

在A(g)/>B(g)=qC(g)的反應中，經(jīng)t秒后C的濃度增加mmol/L,則用B濃度的變化

來表示的反應速率是()o

參考答案：C°

第二節(jié)影響化學反應速率的因素P24習題

1、在一密閉容器中充入1mol乩和1mol12,壓強為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應：

H2(g)+L(g)=2HI(g)AH<0o

(1)俁持容器容積不變，向其中加入1molH2,反應速率加快嗎理由是

(1)加快。增大了反應物的濃度，使反應速率增大。

(2)俁持容器容積不變，向其中加入1molN2(N2不參加反應)，反應速率也加快嗎理由是

(2)沒有加快。通入吊后，容器內(nèi)的氣體物質的量增加，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)俁持容器內(nèi)氣體壓強不變，向其中加入1m。1電(M不參加反應)，反應速率」理由是

(3)降低。由于加入了電，要保持容器內(nèi)氣體壓強不變，就必須使容器的容積加大，造成乩

和L蒸氣的濃度減小，所以，反應速率減小。

(4)俁持容器內(nèi)氣體壓強不變：向其中加入1molH2(g)和1molI2(g),反應速率理

由是

(4)不變。在一定溫度和壓強下，氣體體積與氣體的物質的量成正比，反應物的物質的量增大

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)提高起始的反應溫度，反應速率」理由是

(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、NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質，它們能緩慢地起反應，反應的化學方程式為

2CO+2NO=N2+2CO2,為了控制大氣污染，提出下列建議：

A.使用催化劑B.改變壓強C.提高反應溫度

你認為可行的方法是，理由是。

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

2c0+2N0==N2+2C0?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。

(二)補充習題

1.從下列實驗事實所引出的相應結論正確的是()。

2.在鋅與某濃度的鹽酸起反應的實驗中，一個學生得到下面的結果：

則下列說法正確的是()。

①3二75s②t2>200>t3③單位時間內(nèi)消耗的鋅的質量nk>mi>niB

A.①B.①②C.只有②D.全部正確

參考答案1.A、C；2.Co

第三節(jié)化學平衡P32習題

L化學平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應中，一的狀態(tài)。

1.正、逆反應速率相等，反應物和生成物的質量(或濃度)保持不變。

2.已知反應A(g)+3B(g)=2C(g)在一定溫度下達到平衡，該反應的平衡常數(shù)表達式為

若各物質的平衡濃度分別為c(A)=mol/L>c(B)=mol/L>c(C)=mol/L,則K=

K=-----"O2-----x=—

c(A)?c(B)316

3.化學平衡發(fā)生移動的標志是—發(fā)生變化，能夠使化學平衡移動的因素有」催化劑雖然能夠一速

率，但一化學平衡移動。

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的量有變化的反應)，

同等程度地改變正、逆反應，不能使。

℃時，合成氨反應的熱化學方程式為：

N2(g)+3112(g)=2NH3(g)Z\/A-kj/mol

(1)在該溫度時，取1mol電和3moi乩放在密閉容器中，在催化劑存在下進行反應，測得反

應放出的熱量總是小于kjo其原因是一

4.(1)該反應是可逆反應，1molN?和3molH?不能完全化合生成2molNH3,所以，反應放

出的熱量總是小于kjo

(2)為了提高NH3的產(chǎn)率，應如何選擇反應條件

(2)適當降低溫度，增大壓強。

5.一定溫度下，對可逆反應A(g)+2B(g)=3C(g)的下列敘述中，不能說明反應已達到平衡

的是(B)。

生成的速率與C分解的速率相等B.單位時間內(nèi)消耗amolA,同時生成3amolC

C.容器內(nèi)的壓強不再變化D.混合氣體的物質的量不再變化

6.在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應：

xA(g)+yB(g)=zC(g)

平衡時測得A的濃度為mol/L,保持溫度不變，將容器的容積擴大到原來的兩倍，再達平衡時?，

測得A的濃度降低為mol/Lo下列有關判斷正確的是(C)o

+y<zB.平衡向正反應方向移動的轉化率降低的體積分數(shù)下降

7.對已經(jīng)達到化學平衡的下列反應

2X(g)+Y(g)2=Z(g)減小壓強時，對反應產(chǎn)生的影響是(C).

A.逆反應速率增大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動

B.逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動

C.正、逆反應速率都減小，平衡向逆反應方向移動

D.正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動

molPC13和molCL充入體積不變的密閉容器中，在一■定條件下發(fā)生下述反應：PC13(g)+C12

(g)=PC15(g)

達平衡時,PCk為mol,如果此時移走molPC13和molCl2,在相同溫度下再達平衡時PCk的

物質的量是(C)。

molmolC.小于molD.人于mol,小于mol

9.已知一氧化碳與水蒸氣的反應為:

CO（g）+HQ（g）=CO2（g）+H2（g）

在427°C時的平衡常數(shù)是。如果反應開始時，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是mol/L,計算一氧

化碳在此反應條件下的轉化率。

9.設：CO的消耗濃度為X。

（二）補充習題

1.某化學反應2A（g）（g）+D（g）在四種不同條件下進行，B、D起始濃度為零，反應物

A的濃度隨反應時間的變化情況如下表：

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空：（實驗序號1以（1）代表，余同）

在（1）中，反應在10至20min內(nèi)平均速率為mol?L1?min1

在（2）中，A的初始濃度C2=mol-U'o

設（3）的反應速率為匕，（1）的反應速率為小則匕—匕（填,、=、V）且C3—mol-L-1）

（填>、=、<）。

（4）比較（4）和（1）,可推測該反應是反應（選填吸熱、放熱）。理由是—o

2.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應2A（g）+B（g）=^2c（g）達到平衡時，A、B和C

的物質的量分別為4mol,2mol和4mol,保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質

的量做如下調整，可使平衡右移的是（）。

A.均減半B.均加倍C.均增加1molD.均減少1mol

1.（1）（2）（3）>,>

（4）吸熱，因為溫度升高時，平衡向右移動。

【簡析】要學會分組對比，（1）和（2）反應溫度相同，雖然達到平衡濃度所需時間不同，但

平衡濃度相同，只有起始濃度相等才行。為什么（2）達到平衡所需時間短，該反應是一個氣體

An=0的反應，可以理解為（2）反應時的壓強較高或是加入了催化劑。（2）、（3）反應溫度

相同，平衡濃度（3）>（2）,只有（3）的起始濃度大才行。（1）和（4）起始濃度相同，但

（4）的反應溫度高、平衡濃度低，只有吸熱反應力行。2.Co

【簡析】本題是一個氣體物質的量減小的反應，它的特殊條件是：“容積可變的容器”“保持

溫度和壓強不變”。在保持溫度和壓強不變的情況下，把平衡混合物中三者的物質的量“均減

半”或“均加倍”，容器的容積必須減半或加倍。反應混合物的濃度沒有發(fā)生變化，對一個氣

體物質的量減小的反應，改變條件后，反應混合物的濃度不發(fā)生變化，平衡是不移動的。

題目給的條件是A、B、C三種物質的物質的量之比為2：1：2,若把A、B、C三種物質各增加1

mol拆分為A、B、C,依次為1mol.05moK1mol,使之符合2：1：2,在“容積可變的

容器”“保持溫度和壓強不變”的條件下，各物質的濃度仍然不變，多余了05molB,就可

以判斷為增大了反應物的濃度，使平衡向正反應方向移動。若各減少1mol,思路與之相似，應

向左移動。

第四節(jié)化學反應進行的方向P36習題

1.舉出幾種口常生活中常見的由于牖增的原因而使某過程自發(fā)進行的實例。

1.鏤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.應該如何判斷反應進行的方向

2.在封閉體系中焰減和爆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)焰變AHV0或嫡增中的一項就得出結論，而是要全面考慮才能得出正確結論。

習題P73

1.原電池是一種一在原電池中，較活潑的金屬極上發(fā)生」是—極；較不活潑的金屬極上發(fā)生」

是一極。

2.用銅和硫酸銅溶液、銀和硝酸銀溶液設計一個原電池，這個原電池的負極是電極反應式是」

正極是「電極反應式是一

3.把a、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀H2s0,中，用導線兩兩相連，可以組成各種原電池。若a、

b相連，a為負極；c、d相連，c為負極；a、c相連，c為正極；b、d相連，b為正極，則這四

種金屬的活動性由強到弱的順序為

4.鋅銅原電池產(chǎn)生電流時，陽離子（）。

A.移向Zn極，陰離子移向Cu極B.移向Cu極，陰離子移向Zn極

C.和陰離子都移向Zn極D.和陰離子都移向Cu極

5下列各變化中屬于原電池反應的是()。

A.在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層

B.鍍鋅鐵表面有劃損時，仍然能阻止鐵被氧化

C.紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍黑色保護層

D.鋅與稀硫酸反應時，加入少量CuSOi溶液可使反應加快

6.根據(jù)下式所表示的氧化還原反應設計一個原電池：

Zn(s)+Fe2+(aq)=Zn2+(aq)+Fe(s)

(1)裝置可采用燒杯和鹽橋，畫出此原電池的裝置簡圖

(2)注明原電池的正極和負極

(3)注明外電路中電子的流向

(4)寫出兩個電極上的電極反應

參考答案

1.由化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置.氧化反應，負極；還原反應，正極.

2.銅，Cu-2e-=Cu"；銀，Ag++e-=Ago

3.a、c、d、bo

4.B;5.B、Do

圖4-2鋅鐵原電池裝置

6.裝置如圖4-2所示。

負極:Zn-2e=Zn2正極：Fe2++2e=Fe

P78習題

1.堿性鋅銃電池獲得了廣泛的應用，根據(jù)電池的電極反應，下列判斷正確()。

為負極，MnOz為正極為正極，MnOz為負極

C.工作時電子由MrA經(jīng)外電路流向Zn極

電極發(fā)生還原反應，MnOz電極發(fā)生氧化反應

2.鉛蓄電池充電時,PbSO,()o

A.在陽極生成B.在陰極生成

C.在兩個電極上生成D.在兩個電極上除去

3.鎘銀可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，它的充、放電反應按下式進行：

放電

Cd+2Ni00H+2H2。矢電Cd(OH)2+2Ni(OH)2

由此可知，該電池放電時的負極是()。

(0H)2(0H)2

4.寫出鉛蓄電池在放電、充電時兩極反應的化學方程式及總反應的化學方程式。

5.試述燃料電池的優(yōu)越性，設想它的發(fā)展遠景。

參考答案

1.A；2.C；3.Co

4.鉛蓄電池放電時的電極反應如下：

負極：Pb(s)W(aq)-2e'=PbS04(s)

正極：PbO2(s)+4H'(aq)+S0/(aq)+2e

=PbS01(s)+2H20(l)

鉛蓄電池充電時的電極反應如下：

-

陰極：PbSO4(s)+2e=Pb(s)+S0?(aq)

陽極：

(2-

PbSO,(s)+2H20(l)-2e=PbO2(s)+4H(aq)+SO4(aq)

總反應方程式：

P83習題

1.下列關于電解槽的敘述中不正確的是()。

A.與電源正極相連的是電解槽的陰極B.與電源負極相連的是電解槽的陰極

C.在電解槽的陽極發(fā)生氧化反應

D.電子從電源的負極沿導線流入電解槽的陰極

2.下列關于銅電極的敘述中不正確的是（）。

A.鋅銅原電池中銅是正極B.在鍍件上鍍銅時可用金屬銅作陽極

C.用電解法精煉粗銅時粗銅作陽極D.用電解法精煉粗銅時純銅作陽極

3.原電池與電解池在原理上有什么差異試舉例說明（可從電極名稱、電子流方向、電極反應和

能量轉化等方面進行比較）。

4.試分析電解精煉銅與電鍍銅有何相似之處，并寫出電解精煉銅的電極反應式。

5.電解飽和食鹽水溶液時，從陰極析出L氫氣，問從陽極析出什么氣體析出多少升（在標準狀

況下）

6.用銅作電極電解某金屬的氯化物（XCb）溶液，當收集到L氯氣時（標準狀況），陰極增重g,

求：

（1）該金屬的相對原子質量；

（2）電路中有多少電子通過

參考答案

1.A；2.Do

3.原電池是把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，電解池是由電能轉化為化學能的裝置。

例如鋅銅原電池，在鋅電極上發(fā)生氧化反應，稱為負極，在銅電極上發(fā)生還原反應，稱為

正極。

負極：Zn-2e=Zn~（氧化反應）

正極：Cu"+2e=Cu（還原反應）

電子通過外電路由負極流向正極。

電解池：以CuCk溶液的電解裝置為例。與電源正極相連的電極叫做陽極，與電源負極相連

的電極叫陰極。陽極:2CU-2e=Cl2t（氧化反應）

陰極:Cu2++2e-=Cu（還原反應）

電子通過外電路由陽極流向陰極。

4.電鍍是把待鍍金屬制品作陰極，把鍍層金屬作陽極，電解精煉銅是把純銅板作陰極，粗銅板

作陽極，通過類似電鍍的方法把銅電鍍到純銅板上去，而粗銅中的雜質留在陽極泥或電解液中,

從而達到精煉銅的目的。其電極主要反應如下：

陽極（粗銅）：Cu-2e=C/（氧化反應）

陰極（純銅）：Cu"+2e=Cu（還原反應）

補充：若粗銅中含有鋅、銀、銀、金等雜質，則在陽極鋅、銀等比銅活潑的金屬也會被氧化:

陽極（粗銅）：Zn-2e'=Zn2+Ni—2e-=Ni2+

由于附著在粗銅片上銀、金等金屬雜質不如銅活潑，不會在陽極被氧化，所以當銅氧化后，

這些微小的雜質顆粒就會掉進電解質溶液中，沉積在陽極附近（即“陽極泥”，成為提煉貴重

金屬的原料）。

在陰極，電解質溶液中Zr?和Ni?'的氧化性又不如OT強，難以在陰極獲得電子被還原，故

Zr??和Ni?’被滯留在溶液中。因此，在陰極只有Cd被還原并沉積在純銅片上，從而達到了通過

精煉提純銅的目的。

5.電解飽和食鹽水的電極反應式為：

-

陽極：2Cr-2e=Cl2t（氧化反應）

+-

陰極:2H+2e=H21（還原反應）

或陰極：2H20+2e-=H2t+20H-（還原反應）

總反應：2NaCl+2H20=2NaOH+H21+C121

在陰極析出1.42LH2,同時在陽極也析出LC12O

6.依題意，電解XCh溶液時發(fā)生了如下變化：

M（X）=gXL/（lmolXL）

=64g/mol

即X的相對原子質量為64。

-

又因為2C1-2e=Cl2f

2mol

n（e）

n（e）=2molXL/L=mol

即電路中通過的電子有molo

P87-88習題

1.鋼鐵表面容易發(fā)生電化學腐蝕，發(fā)生腐蝕時，鐵是一極，電極反應式為雜質碳是—極，電極

反應式為

2.炒過菜的鐵鍋未及時洗凈（殘液中含有NaCl）,不久便會因腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。試回答:

（1）鐵鍋的銹蝕應屬于,腐蝕的原因是一

（2）鐵鍋銹蝕的電極反應式為：負極」正極正負極反應產(chǎn)物會繼續(xù)發(fā)生反應，反應的離子

方程式和化學方程式為一

3.在下列裝置