高二化學(xué)選修4課后題答案1-3章：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，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. 化石燃料蘊藏量有限，不能再生，最終將會枯竭，因此現(xiàn)在就應(yīng)該尋求應(yīng)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?zé)岱纸饩涂梢灾圃旒状蓟蛞掖肌Ｓ捎谏鲜鲋圃旒状肌⒁掖嫉脑鲜巧镔|(zhì)，可以再生，因此用甲醇、乙醇代替汽油是應(yīng)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(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(dān)心的。現(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(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) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算
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。快速奔跑1 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
(責(zé)任編輯：彭海芝)
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