化学选修四课后习题及答案

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)1molN?(g)与适量几(g)起反应,生成限(g)，放出kJ热量。

(2)1molN2(g)与适量O2(g)起反应，生成NO?(g),吸收68kJ热量。

(3)1molCu(s)与适量(%(g)起反应,生成CuO(s),放出157kJ热量。

(4)1molC(s)与适量乩0(g)起反应，生成CO(g)和■(g),吸收kJ热量。

(5)卫星发射时可用胱(N2HD作燃料，ImolN2Hl⑴在a(g)中燃烧,生成苗(g)和H20(1),

放出622kJ热量。

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

放出5518kJ热量。

4.根据下列图式，写出反应的热化学方程式。

PG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培

变。、符号是AH、单位是kj/mol或kJmoL。例如lmolH2(g)燃烧，生成lmolH20(g),

其反应热AH=-molo

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。

Pl。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

气的燃烧热值均很高，它们都是良好的燃料

2、石汨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（如赤杨、刺槐、核树等），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，成本高口如果用

太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破，则氨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1t工业原材料的平均能耗：

原材料能耗/(kJ-t-1)原材料能耗/(kJ-f1)

铝X108铁和钢XIO,

某种塑料xio7铜xio7

锌X107水泥XIO6

铅X107

请画出一张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G,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G,从经济和环保角度看，发展公共交通更

为合理。

P13习题

molC在6中完全燃烧生成C(3放出多少热量

2.完全燃烧多少摩乩使生成液态水，才能得到1000kJ热量

g硫粉在。2中完全燃烧生成SO”放出37kJ热量，计算S的燃烧热。

gCH4完全燃烧生成液态水和Oh放出kJ热量,计算CHi的燃烧热。

gC』b完全燃烧生成液态水和COz,放出kJ热量，mol&比完全燃烧能放出多少热量燃烧相同

物质的量的CH」和C2H2，哪种气体燃烧放出的热量多

(g)燃烧生成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)/沪一kj/mol

试计算NlMg)燃烧热量。

kg人体脂肪可储存约32200kJ能量。一般人每行走1km大约要消耗170kJ能量，如果某人

每天步行5km,1年中因此而消耗的脂肪大约是多少

3.将气体A、B置于容积为2L的密闭容器中，发生如下反应:

4A(g)十B(g)=2C(g)

反应进行到4s末，测得A为mol,B为mol,C为mol。则：

(1)用生成物C浓度的增加来表示该反应的速率应为()；

(2)用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为()；

(3)用反应物B浓度的减少来表示该反应的速率应为()。

mol/(L•s)5mol/(L,s)

mol/(L•s)mol/(L•s)

4已知4N&+5O2=4NO+6H2O,若反应速率分别用r(NH3)、r(02)>r(NO),F(H20)表示，

则正确的关系是()O

45

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

24

3(NH2)=V(H20)5(0〃=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/(A)、i/(B)、/(C)表示。已知/

(A)、p(B)、p(C)之间有以下关系2P(B)=3。(A),3。(C)=2〉(B).则此反应可表示

为()。

+3B=2C+3B2=C

+B=2C+B=C

习题参考答案

1.略。

2.1：3：2o

3.(1)A；(2)C；(3)Bo

4.Do

5.Ao

(二)补充习题

在A(g)/>B(g)=qC(g)的反应中，经t秒后C的浓度增加mmol/L,则用B浓度的变化

来表示的反应速率是()o

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1mol乩和1mol12,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应：

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

(1)俣持容器容积不变，向其中加入1molH2,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)俣持容器容积不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应速率也加快吗理由是

(2)没有加快。通入吊后，容器内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)俣持容器内气体压强不变，向其中加入1m。1电(M不参加反应)，反应速率」理由是

(3)降低。由于加入了电，要保持容器内气体压强不变，就必须使容器的容积加大，造成乩

和L蒸气的浓度减小，所以，反应速率减小。

(4)俣持容器内气体压强不变：向其中加入1molH2(g)和1molI2(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，

单位时间内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

2CO+2NO=N2+2CO2,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

2c0+2N0==N2+2C0?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：

则下列说法正确的是()。

①3二75s②t2>200>t3③单位时间内消耗的锌的质量nk>mi>niB

A.①B.①②C.只有②D.全部正确

参考答案1.A、C；2.Co

第三节化学平衡P32习题

L化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应中，一的状态。

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。

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)=mol/L>c(B)=mol/L>c(C)=mol/L,则K=

K=-----"O2-----x=—

c(A)•c(B)316

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」催化剂虽然能够一速

率，但一化学平衡移动。

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。

℃时，合成氨反应的热化学方程式为：

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

(1)在该温度时，取1mol电和3moi乩放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反

应放出的热量总是小于kjo其原因是一

4.(1)该反应是可逆反应，1molN?和3molH?不能完全化合生成2molNH3,所以，反应放

出的热量总是小于kjo

(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)。

生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC

C.容器内的压强不再变化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mol/Lo下列有关判断正确的是(C)o

+y<zB.平衡向正反应方向移动的转化率降低的体积分数下降

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

molPC13和molCL充入体积不变的密闭容器中，在一■定条件下发生下述反应：PC13(g)+C12

(g)=PC15(g)

达平衡时,PCk为mol,如果此时移走molPC13和molCl2,在相同温度下再达平衡时PCk的

物质的量是(C)。

molmolC.小于molD.人于mol,小于mol

9.已知一氧化碳与水蒸气的反应为:

CO（g）+HQ（g）=CO2（g）+H2（g）

在427°C时的平衡常数是。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是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）（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20min内平均速率为mol•L1•min1

在（2）中，A的初始浓度C2=mol-U'o

设（3）的反应速率为匕，（1）的反应速率为小则匕—匕（填,、=、V）且C3—mol-L-1）

（填>、=、<）。

（4）比较（4）和（1）,可推测该反应是反应（选填吸热、放热）。理由是—o

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4mol,2mol和4mol,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1molD.均减少1mol

1.（1）（2）（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，该反应是一个气体

An=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，只有吸热反应力行。2.Co

【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三种物质的物质的量之比为2：1：2,若把A、B、C三种物质各增加1

mol拆分为A、B、C,依次为1mol.05moK1mol,使之符合2：1：2,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05molB,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1mol,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.举出几种口常生活中常见的由于牖增的原因而使某过程自发进行的实例。

1.镂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.应该如何判断反应进行的方向

2.在封闭体系中焰减和爆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

据焰变AHV0或嫡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。

习题P73

1.原电池是一种一在原电池中，较活泼的金属极上发生」是—极；较不活泼的金属极上发生」

是一极。

2.用铜和硫酸铜溶液、银和硝酸银溶液设计一个原电池，这个原电池的负极是电极反应式是」

正极是「电极反应式是一

3.把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2s0,中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、

b相连，a为负极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c为正极；b、d相连，b为正极，则这四

种金属的活动性由强到弱的顺序为

4.锌铜原电池产生电流时，阳离子（）。

A.移向Zn极，阴离子移向Cu极B.移向Cu极，阴离子移向Zn极

C.和阴离子都移向Zn极D.和阴离子都移向Cu极

5下列各变化中属于原电池反应的是()。

A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层

B.镀锌铁表面有划损时，仍然能阻止铁被氧化

C.红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层

D.锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSOi溶液可使反应加快

6.根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池：

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

(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图

(2)注明原电池的正极和负极

(3)注明外电路中电子的流向

(4)写出两个电极上的电极反应

参考答案

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.铜，Cu-2e-=Cu"；银，Ag++e-=Ago

3.a、c、d、bo

4.B;5.B、Do

图4-2锌铁原电池装置

6.装置如图4-2所示。

负极:Zn-2e=Zn2正极：Fe2++2e=Fe

P78习题

1.碱性锌铳电池获得了广泛的应用，根据电池的电极反应，下列判断正确()。

为负极，MnOz为正极为正极，MnOz为负极

C.工作时电子由MrA经外电路流向Zn极

电极发生还原反应，MnOz电极发生氧化反应

2.铅蓄电池充电时,PbSO,()o

A.在阳极生成B.在阴极生成

C.在两个电极上生成D.在两个电极上除去

3.镉银可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充、放电反应按下式进行：

放电

Cd+2Ni00H+2H2。矢电Cd(OH)2+2Ni(OH)2

由此可知，该电池放电时的负极是()。

(0H)2(0H)2

4.写出铅蓄电池在放电、充电时两极反应的化学方程式及总反应的化学方程式。

5.试述燃料电池的优越性，设想它的发展远景。

参考答案

1.A；2.C；3.Co

4.铅蓄电池放电时的电极反应如下：

负极：Pb(s)W(aq)-2e'=PbS04(s)

正极：PbO2(s)+4H'(aq)+S0/(aq)+2e

=PbS01(s)+2H20(l)

铅蓄电池充电时的电极反应如下：

-

阴极：PbSO4(s)+2e=Pb(s)+S0?(aq)

阳极：

(2-

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

总反应方程式：

P83习题

1.下列关于电解槽的叙述中不正确的是()。

A.与电源正极相连的是电解槽的阴极B.与电源负极相连的是电解槽的阴极

C.在电解槽的阳极发生氧化反应

D.电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极

2.下列关于铜电极的叙述中不正确的是（）。

A.锌铜原电池中铜是正极B.在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极

C.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极D.用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极

3.原电池与电解池在原理上有什么差异试举例说明（可从电极名称、电子流方向、电极反应和

能量转化等方面进行比较）。

4.试分析电解精炼铜与电镀铜有何相似之处，并写出电解精炼铜的电极反应式。

5.电解饱和食盐水溶液时，从阴极析出L氢气，问从阳极析出什么气体析出多少升（在标准状

况下）

6.用铜作电极电解某金属的氯化物（XCb）溶液，当收集到L氯气时（标准状况），阴极增重g,

求：

（1）该金属的相对原子质量；

（2）电路中有多少电子通过

参考答案

1.A；2.Do

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。

负极：Zn-2e=Zn~（氧化反应）

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CuCk溶液的电解装置为例。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:2CU-2e=Cl2t（氧化反应）

阴极:Cu2++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：

阳极（粗铜）：Cu-2e=C/（氧化反应）

阴极（纯铜）：Cu"+2e=Cu（还原反应）

补充：若粗铜中含有锌、银、银、金等杂质，则在阳极锌、银等比铜活泼的金属也会被氧化:

阳极（粗铜）：Zn-2e'=Zn2+Ni—2e-=Ni2+

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）。

在阴极，电解质溶液中Zr?和Ni?'的氧化性又不如OT强，难以在阴极获得电子被还原，故

Zr?♦和Ni?’被滞留在溶液中。因此，在阴极只有Cd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：2Cr-2e=Cl2t（氧化反应）

+-

阴极:2H+2e=H21（还原反应）

或阴极：2H20+2e-=H2t+20H-（还原反应）

总反应：2NaCl+2H20=2NaOH+H21+C121

在阴极析出1.42LH2,同时在阳极也析出LC12O

6.依题意，电解XCh溶液时发生了如下变化：

M（X）=gXL/（lmolXL）

=64g/mol

即X的相对原子质量为64。

-

又因为2C1-2e=Cl2f

2mol

n（e）

n（e）=2molXL/L=mol

即电路中通过的电子有molo

P87-88习题

1.钢铁表面容易发生电化学腐蚀，发生腐蚀时，铁是一极，电极反应式为杂质碳是—极，电极

反应式为

2.炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含有NaCl）,不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。试回答:

（1）铁锅的锈蚀应属于,腐蚀的原因是一

（2）铁锅锈蚀的电极反应式为：负极」正极正负极反应产物会继续发生反应，反应的离子

方程式和化学方程式为一

3.在下列装置