高考回归课本资料—— 人教版高中化学选修四《化学反应原理》课

人教版高中化学选修四课本“问题交流”“课后习题”参考答案

三、问题交流

【思考与交流】

建议组织学生认真思考，做出答案，进行小组交流，然后与本章“归纳与思考”进行对比，加以补正。 四、习题参考 （一）参考答案

1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量，叫做反应热，在恒压条件下，它等于反应前后物质的焓变，符号是ΔH，单位是kJ/mol。例如1 mol H2 (g)燃烧，生成1 mol H2O(g)，其反应热ΔH=-241.8 kJ/mol。

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，新键形成需要放出能量。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。

（二）补充习题

1．下列说法不正确的是（）。 A．放热反应不需加热即可发生

B．化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等 C．需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应 D．化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关

2．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了（）。 A．该反应是吸热反应 B．该反应是放热反应

C．铁粉和硫粉在常温下难以发生反应

D．生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量

3．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是（）。

4. 下列关系式中正确的是

A．a＜c ＜0 B．b＞d＞0 C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0 参考答案

1．A；2．B、C；3．C；4． C。 三、问题交流 【思考与交流】

书中已给出提示，但需要学生进一步举例说明。学生个人能举出的实例有限，大家可互相交流、补充。 四、习题参考

（一）参考答案

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. 化石燃料蕴藏量有限，不能再生，最终将会枯竭，因此现在就应该寻求应对措施。措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油，农牧业废料、高产作物（如甘蔗、高粱、甘薯、玉米等）、速生树木（如赤杨、刺槐、桉树等），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、乙醇的原料是生物质，可以再生，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. 氢气是最轻的燃料，而且单位质量的燃烧热值最高，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。如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破，则氢气能源将具有广阔的发展前景。

4. 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. 柱状图略。关于如何合理利用资源、能源，学生可以自由设想。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. 公交车个人耗油和排出污染物量为私人车的1/5，从经济和环保角度看，发展公交车更为合理。 （二）补充习题

1．下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是（）。 ①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量的热 A①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

2．1.5 g 火箭燃料二甲基肼（CH3-NH-NH-CH3）完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为（）。 A1 000 kJ/mol B1 500 kJ/mol C．2 000 kJ/mol D．3 000 kJ/mol

3．甲醇属于可再生能源，可代替汽油作为汽车燃料。下列热化学方程式中的反应热能正确表示甲醇燃烧热的是（）。

4．家用液化气中主要成分之一是丁烷，当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5×10kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式。

5．为减少大气污染，一些城市公共汽车逐步使用CNG（压缩天然气）清洁燃料，实验测得0.16 g该气体燃料，完全燃烧生成224 mL CO2（标准状况）和0.36 g液态水，并放出8.903 kJ的热量。请写出：CNG的化学式，其完全燃烧的热化学方程式。 参考答案

1．D；2．C；3．B。

5

二、习题参考 （一）参考答案 1. C(s)+O2 (g) == CO2 (g)

ΔH=-393.5 kJ/mol

2.5 mol C完全燃烧，ΔH=2.5 mol×(-393.5 kJ/mol）=-983.8 kJ/mol 2. H2 (g)的燃烧热ΔH=-285.8 kJ/mol

欲使H2完全燃烧生成液态水，得到1 000 kJ的热量，需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol=3.5 mol 3. 设S的燃烧热为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. 设CH4的燃烧热为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完全燃烧放出的热量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）从4题已知CH4的燃烧热为-889.6 kJ/mol，与之相比，燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。 6. 写出NH3燃烧的热化学方程式

NH3 (g)+5/4O2 (g) == NO2 (g)+3/2H2O(g) 将题中（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 将题中（2）式照写：

1/2N2 (g)+O2 (g) == NO2 (g) ΔH2=+33.9 kJ/mol 将题中（3）式反写，得

NH3 (g) == 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -ΔH3=46.0 kJ/mol 再将改写后的3式相加，得：

7. 已知1 kg人体脂肪储存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. 此人脂肪储存的能量为4.2×105 kJ。快速奔跑1 km要消耗420 kJ能量，此人脂肪可以维持奔跑的距离为：4.2×105 kJ÷420 kJ/km=1 000 km 9. 1 t煤燃烧放热2.9×107 kJ

50 t水由20 ℃升温至100 ℃，温差100 ℃-20 ℃=80 ℃，此时需吸热： 50×103 kg×80 ℃×4.184 kJ/(kg·℃)=1.673 6×107 kJ 锅炉的热效率=(1.673 6×107 kJ÷2.9×107 kJ）×100%

=57.7%

10. 各种塑料可回收的能量分别是： 耐纶5 m3×4.2×104 kJ/m3=21×104 kJ 聚氯乙烯50 m3×1.6×104 kJ/m3=80×104 kJ 丙烯酸类塑料5 m3×1.8×104 kJ/m3=9×104 kJ 聚丙烯40 m3×1.5×104 kJ/m3=60×104 kJ 将回收的以上塑料加工成燃料，可回收能量为

21×104 kJ+80×104 kJ+9×104 kJ+60×104 kJ=170×104 kJ=1.7×106 kJ （二）补充习题

1．已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－393.51 kJ/mol C(金刚石)＋O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－395.41 kJ/mol 据此判断，下列说法中正确的是（）。

A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低 D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高 2．已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6 kJ/mol， CO（g）＋1/2O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－283.0 kJ/mol。

某H2 和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为（）。

A. 2∶1 B. 1∶2 C．1∶1 D．2∶3

3．由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式：_______。

若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l)的ΔH =____ kJ/mol。氢气的燃烧热为____kJ/mol。

4．火箭发射时可用肼（N2H4）为燃料，以二氧化氮作氧化剂，它们相互反应生成氮气和水蒸气。已知：N2（g）+2O2（g）=2NO2（g） ΔH=+67.7 kJ/mol

N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g） ΔH=-534 kJ/mol 则N2H4和NO2反应的热化学方程式为_____________________。

5．已知CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）； ΔH＝－890 kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0.75 mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18 g液态H2O，并放出515 kJ热量， CO燃烧的热化学方程式为______________，写出求算过程。 参考答案 1．A；2．C。

3．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） ΔH=-241.8 kJ/mol，-285.8

提示：可将反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l)看成两步：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）和H2O（g）=H2O（l)，问题就迎刃而解。

4．2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）； ΔH=-1 135.7 kJ/mol

5．解：由于CO燃烧只生成CO2，故18 g液态水均由CH4燃烧产生，若生成18 g液态水放出的热量为x，用去CH4 的量为y，则有：

CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890 kJ/mol 1 mol 2×18 g 890 kJ/mol y 18 g x

x=445 kJ/mol 故由CO燃烧放出的热量为：515 kJ-445 kJ=70 kJ y=05 moln(CO)=0.75 mol-0.5 mol=0.25 mol 则CO燃烧的热化学方程式为：

2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）ΔH＝－560 kJ/mol 三、问题交流

【学与问1】

1. ν（H2）=1.2 mol/（L·min）

2. 在同一个化学反应中，反应物浓度的减少和生成物浓度的增加都是按照化学方程式中各物质的计量数关系成比例变化的。当计量数不同时，在相同的时间内浓度变化量是按照其计量数关系增大或减少的，反应速率值自然不同。所以，在同一个化学反应中以不同物质为标准时，速率值可能不同，反应速率之比等于其计量数之比。例如：反应

在一定条件下发生，分别以四种物质表示的反应速率值之比为1∶1∶1∶1，而对反应，分别以SO2、O2、SO3表示的反应速率值之比为2∶1∶2。

【学与问2】

对于锌粒和硫酸的反应，测定反应速率的方法不止一种，如测量溶液中H+浓度的变化，测量锌粒质量的变化，甚至使用一些物理仪器测量溶液的电导变化、反应的热量变化等，都可以比较出二者的反应速率的不同。不要限制学生的思路，要鼓励学生敢想，多想，在众多的正确答案中找出最简单易行的方法。

可以考虑设计一些补充思考题，如： （1）化学反应速率是怎样定义的？

（2）你是怎样理解化学反应速率定义的？从反应物的聚集状态、生产实际出发，应该如何表示反应速率为好？ 四、习题参考 （一）参考答案 1. 略。 2. 1∶3∶2。

3. （1）A；（2）C；（3）B。 4. D。 5. A。 （二）补充习题 在

应速率是（）。

的反应中，经t秒后C的浓度增加m mol/L，则用B浓度的变化来表示的反

参考答案：C。 二、活动建议 【实验2-2】

（1）KMnO4溶液的浓度不要大，否则溶液颜色过重，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。配制成0.01 mol·L-1比较合适。KMnO4溶液要用硫酸酸化。

（2）为保证KMnO4溶液的紫红色彻底褪去，本实验中草酸用量分别过量了1倍和3倍，可以调整草酸用量，探求更好的实验效果。

（3）实验开始时溶液褪色较慢，由于反应中生成的Mn2+具有催化作用，随后褪色会加快。 【实验2-3】

本实验所用的冷水用自来水即可，若用冰水混合物温度更低，出现浑浊的时间更长，更利于比较。为了便于比较，使浑浊程度相同，可在试管背后做一个黑色标记，以其被遮住为准。最好用体育比赛用的秒表来连续计时。 【实验2-4】

MnO2的催化反应，根据H2O2的浓度来调整木条余烬距离液面的高度，直接使用浓度较高的（30%）H2O2时，余烬距离液面远些（3 cm左右），否则会因泡沫过多而使余烬熄灭。开头带余烬的木条悬在液面上没有明显变化（说明H2O2没有明显分解），从漏斗加入MnO2粉末后，立刻看到木条余烬复燃，说明瓶中有大量气体逸出（突显了催化剂的作用）。H2O2浓度较低时余烬离液面应近些（2 cm左右），以免实验现象不明显。实验时要把准备工作做好，当把带余烬的木条放入锥型瓶时，要迅速从漏斗撒入MnO2粉末，不要让余烬在瓶内停留时间过长，以免烟多影响观察。 【科学探究1】

1. 因为方程式已经给出信息4I-+O2+4H+ == 2I2+2H2O，在不加酸的情况下，O2不能氧化I-，所以，要先向一定体积的KI溶液中滴加淀粉溶液，然后再加入稀硫酸。

2. 直链淀粉主要是1，4-α-糖苷型的结合，它们盘旋成一个螺旋，每一圈约含6个葡萄糖单位，每个分子中的一个基团和另一个基团保持着一定的关系和距离。分子的结构不仅取决于分子中原子间的化学键联系，还要看立体形象，而这个立体形象取决于分子中的长链的盘旋情况。直链淀粉形成螺旋后，中间的隧道恰好可以装入碘分子，形成一个蓝色络合物。温度高（近沸）时，淀粉中的氢键作用大大削弱，长链的螺旋结构被破坏，I2分子与淀粉的作用大大削弱，溶液呈无色。冷却后长链的螺旋结构重新形成，又出现蓝色。建议本实验做室温和0 ℃（冰水混合物）时的比较。 【科学探究2】

1. 向5%的H2O2中滴入FeCl3或CuSO4溶液时都有细小气泡产生，滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些，说明催化剂是有选择性的。可以参考【实验2-1】把本实验变成一个定量实验。

2. 本实验是【实验2-2】的延续。

由于Mn2+对KMnO4的氧化作用有催化功能，所以加入Mn2+的试液中的颜色褪色明显快些。反应机理可能如下：

Mn(Ⅶ)+Mn(Ⅱ) → Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅲ) Mn(Ⅵ)+Mn(Ⅱ) → 2Mn(Ⅳ) Mn(Ⅳ)+Mn(Ⅱ) → 2Mn(Ⅲ)

Mn(Ⅲ)与C2O42-生成一系列络合物，MnC2O4+、Mn(C2O4)2-、Mn(C2O4)33-等，它们慢慢分解为Mn(Ⅱ)和CO2。

MnC2O4+ → Mn2++CO2+ ·CO2- Mn(Ⅲ)+·CO2- → Mn2++CO2

总反应为：2MnO4-+5C2O42-+16H+ → 2Mn2++5CO2↑+8H2O 3. 淀粉在酸的催化下可以水解生成葡萄糖

如果欲达到使淀粉水解完全的目的，需要很长时间；在淀粉溶液中加入碘水后，淀粉溶液变蓝。实验时，把另一支试管中事先备好的唾液倒入淀粉和碘水的混合溶液中，稍加振荡，蓝色迅速褪去。这是由于唾液中含有一种淀粉酶，它在很温和的实验条件下，具有很高的催化活性。

本实验进一步说明了催化剂有选择性。 三、习题参考 （一）参考答案

1. （1）加快。增大了反应物的浓度，使反应速率增大。

（2）没有加快。通入N2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）降低。由于加入了N2，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H2和I2蒸气的浓度减小，所以，反应速率减小。

（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）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. 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2CO+2NO== N2+2CO2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（）。

①t1=75 s ②t2>200>t3③单位时间内消耗的锌的质量mG>mF>mB A. ① B. ①② C. 只有② D. 全部正确 参考答案 1. A、C；2. C。 二、活动建议 【实验2-5】

K2Cr2O7是橙红色晶体。

为了使溶液的体积变化忽略不计，加酸和碱的浓度都要大些，以使加入量不多，且可避免生成多酸。可以在滴入酸观察溶液颜色变化后，再滴入碱液，进行颜色对比。使学生留下清晰的印象。 【实验2-6】

在0.005 mol/L的FeCl3溶液中加入0.01 mol/L的KSCN溶液，振荡，所得溶液的红色较浅。本实验的关键是第一次获得的Fe(SCN) 3溶液浓度要小，然后滴加浓的FeCl3、KSCN溶液时才会有明显的颜色变化。

因为Fe(OH) 3的溶解度非常小，滴加NaOH溶液后发生反应Fe3++3OH- == Fe(OH) 3↓，使溶液中的Fe3+浓度降低，混合液的颜色变浅。NaOH溶液不要加入过多，只要使溶液的红色变浅即可。 【实验2-7】

实验时，可把NO2的平衡球在热水和冰水中交替进行浸泡，观察颜色变化。 三、问题交流 【思考与交流】

1. 化学平衡状态发生了改变。当滴加浓的FeCl3或KSCN溶液时，溶液颜色都变得更红，说明Fe(SCN) 3的浓度增大，化学平衡向正反应方向移动。当向溶液中滴加NaOH溶液时，红色变浅，说明Fe(SCN) 3的浓度变小。

2. 通过上述实验结果，可以推知：增大反应物浓度化学平衡向正反应方向移动，减小反应物浓度化学平衡向逆反应方向移动。 【学与问】

对于已经达到化学平衡的可逆反应，减小反应物浓度正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动；增大反应物浓度，正反应速率增大，平衡向正方反应方向移动。 四、习题参考 （一）参考答案

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.

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。

4. （1）该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以，反应放出的热量总是小于92.4 kJ。

（2）适当降低温度，增大压强。 5. B； 6. C； 7. C； 8. C。 9. 设：CO的消耗浓度为x。

（二）补充习题 1. 某化学反应2A（g）时间的变化情况如下表：

B（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

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20 min内平均速率为____mol·L-1·min-1。

在（2）中，A的初始浓度c2=____mol·L-1。

设（3）的反应速率为v3，（1）的反应速率为v1，则v3 ___ v1（填＞、=、＜）且c3 ___ 1.0 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____。 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4 mol、2 mol和4 mol，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1 mol D. 均减少1 mol 参考答案：

1. （1）0.013 （2）1.0 （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Δn=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，只有吸热反应才行。 2. C。 【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1 mol、05 mol、1 mol，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05 mol B，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1 mol，思路与之相似，应向左移动。 三、问题交流 【学与问】

由于反应中生成气体是熵增大的过程，所以增大了反应的自发性。与之类似的如用浓磷酸与食盐固体反应制取HCl气体，对复分解反应来说看似矛盾，但生成了HCl气体，是熵增大的过程，HCl脱离反应体系，使得反应得以正常进行。在熔融态，用金属钠与KCl反应制取钾，把反应温度控制在金属钾的沸点以上，使钾以气体形式产生，既是熵增大的过程，又是减少生成物浓度平衡向正反应方向移动等，都是利用理论知识使看似不能发生的反应得以进行。

四、习题参考 参考答案

1. 铵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. 在封闭体系中焓减和熵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焓变ΔH＜0或熵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。 二、活动建议 【实验3-1】

1. 溶液pH的测定， 应在加入镁条之前进行， 由于其中1 mol/L盐酸的pH为0， 1 mol/L醋酸的pH为2.4。显然，实验中使用pH计测量比较合适。

2. 实验中，镁条表面应用砂纸打磨，除去氧化层。该实验只要求学生通过pH的相对大小了解两种溶液中c(H+）的相对大小。得出“溶液中HCl比CH3COOH易电离”的结论。 【实验3-2】

硼酸在水中属于可溶性物质，在常温下，饱和硼酸溶液的浓度约为1 mol/L。实验中，可先测饱和硼酸溶液的pH（约等于5），了解其弱酸性，再使其与Na2CO3溶液反应。 三、问题交流 【学与问】

学生通过必修化学1的学习，已经知道电解质在水中都能发生电离，在此基础上，善于思考的学生可能会进一步想到电离程度的问题。这个【学与问】意在启发学生思考，同时引出本节的教学内容——弱电解质的电离。 【思考与交流】

应用化学平衡原理分析弱酸弱碱的电离平衡过程，意在加深学生对化学平衡、电离平衡的理解。要求学生填写的表格与教科书中图3-3表述的是同一件事，其目的是让学生在分析平衡过程的同时学习图示和表格的运用。 1. 弱酸电离方程式：HA 弱碱电离方程式：BOH 2. 填写下表中的空白

表3-1 HA电离过程中体系各粒子浓度的变化 H+ + A- B+ + OH-

表3-2 BOH电离过程中体系各粒子浓度的特点

四、习题参考 (一) 参考答案

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) 错。导电能力的强弱取决于电解质溶液中离子的浓度，因此强、弱电解质溶液导电能力与二者的浓度及强电解质的溶解性有关。

(2) 错。酸与碱反应生成盐，所需碱的量只与酸的物质的量有关，盐酸和醋酸都是一元酸，物质的量浓度相同的盐酸和醋酸中含有相同物质的量的H。

＋

(3) 错。一水合氨是弱碱，在水溶液中是部分电离的，其电离平衡受氨水浓度的影响，浓溶液的电离程度低于稀溶液。因此氨水稀释一倍时，其OH浓度降低不到一半。

－

(4) 错。醋酸中的氢没有全部电离为H。

＋

※(5) 错。此题涉及水解较复杂，不要求学生考虑水解。 4(1) 不变。一定温度下，该比值为常数——平衡常数。 (2) 4.18×104 mol/L

－

5. (1) 略;

(2) 木头中的电解质杂质溶于水中，使其具有了导电性。 (二) 补充习题

1. 25 ℃时，50 mL 0.10 mol/L醋酸中存在下述平衡：________________________________ 若分别作如下改变，对上述平衡有何影响？

（1）加入少量冰醋酸，平衡将________，溶液中c(H+）将____（增大、减小、不变）； （2）加入一定量蒸馏水，平衡将________，溶液中c(H+）将（增大、减小、不变）； （3）加入少量0.10 mol/L盐酸，平衡将________，溶液中c(H+）将（增大、减小、不变）； （4）加入20 mL 0.10 mol/L NaCl溶液，平衡将________，溶液中c(H+）将（增大、减小、不变）。

2. 已知CH3COOH分子内的相邻原子间都是以共价键结合的，在水分子作用下，可以电离产生CH3COO-和H+。并且，溶液的导电能力将随着溶液中离子浓度的增大而增强。

向盛有2 mL冰醋酸的烧杯中，滴加一定量水使其稀释为0.001 mol/L的醋酸溶液，同时测量通过该溶液的电流强度（实验装置如下图所示）。试在下面的坐标图中绘出电流计中指示的电流强度随着加水量增多而发生变化的图象。

参考答案：

1. （1）向电离方向移动，增大；（2）向电离方向移动，减小；（3）向离子结合成分子的方向移动，增大；（4）向电离方向移动，减小。

2. 见图。二、活动建议 【实践活动】

本栏目中用了较大篇幅对实验测定酸碱反应曲线要用到的仪器进行介绍、对实验预习提出具体而明确的要求、对操作和记录给出必要的提示。原因有三：一是实验原理比较复杂；二是实验仪器目前在中学少见；三是本实验在中学是为数不多的定量实验操作之一，要求较高，有一定难度。因此，一方面应要求学生做好预习，另一方面需要教师指导学生进行必要的基本实验操作练习，并通过对实验误差分析帮助学生了解实验操作中应注意的事项。考虑到本活动的内容和形式，可将该活动纳入到高中“综合实践活动”之中。

关于“实验预习”中的几个思考题：

（1）不能用量筒代替滴定管，因为计量的精确度不同。在量取液体的体积时，量筒只能读至0.1 mL，而滴定管可读至0.01 mL。用滴定管的优点有：测定值的精确度较高，读数方便，操作简单。

（2）由于碱性溶液会腐蚀玻璃，尤其是容易使酸式滴定管上的玻璃活塞因腐蚀导致无法使用。所以酸式滴定管不能盛装碱性溶液。

（3）在加入反应液时如果不用所要盛装的反应液润洗，就会由于管内壁附着的蒸馏水使反应液稀释，使溶液浓度降低，影响测定结果。

（4）滴定管下端的气泡有可能在滴定过程中被排出，导致该反应液的用量读数值偏高，使实验结果误差偏大。 （5）读取滴定管内液面所在体积数时，应使滴定管与水平的实验台面保持垂直，并使视线与滴定管内液体的凹面最低处相切。

关于“实验操作提示”还应注意几个问题：

（1）在向0.1000 mol/L盐酸中滴加NaOH溶液时，应在锥形瓶下垫一张白纸，并边滴边摇动锥形瓶，使反应液混匀。

（2）滴定过程中，操作者应注视锥形瓶内溶液颜色的变化，以准确把握滴定终点。

关于“实验要求”中问题：

问题4在使用NaOH溶液滴定盐酸时，选用酚酞溶液指示滴定终点更好一些。

问题5如果反过来改为向NaOH溶液中滴入HCl溶液，则变化曲线将是溶液的pH随酸液滴入量的增加而呈减小趋势(如下图所示)。

三、问题交流

【思考与交流】

此栏目中的三个思考题，一步步带领学生弄清在稀酸、稀碱溶液中仍然有： c(H+）·c(OH-） = 1.0×10-14

酸性溶液中有OH-，碱性溶液中有H+。

四、习题参考 (一) 参考答案

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：不同品牌的同类物品，其相应的pH可能不尽相同。

10.

11. 图略。(1) 酸性 (2) 10, 1×10-4 (3) 9 mL (二) 补充习题

1. 把1 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液加水稀释成2 L溶液,在此溶液中H+，其浓度接近于（）。 A1×10-4 mol/LB1×10-8 mol/L C1×10-11 mol/LD1×10-10 mol/L

2. 99 ℃时，Kw = 1×10-12，在该温度下，将1 mL 0.1 mol/L KOH溶液加水稀释至1 L，则溶液的pH为；若加水稀释至1000 L，则溶液的pH为。 参考答案： 1. A。

2. 稀释至1 L时，pH为8；稀释至1000 L时，pH为6。 二、活动建议

【科学探究】

1. 因FeCl3属于强酸弱碱盐，生成的Fe(OH)3是一种弱碱，并且难溶，所以FeCl3易水解。其水解反应的化学方程式为：

Fe3+ + 3H2O

Fe(OH) 3+3H+

2. 影响FeCl3水解的因素有：①加入少量FeCl3晶体，增大c(Fe3+）；②加水稀释；③加入少量盐酸，增大c(H+）；④加入少量NaF晶体，降低c(Fe3+）；⑤加入少量NaHCO3，降低c(H+）；⑥升高温度等。

判断上述水解平衡移动的方向依据有多种。一是平衡移动原理；二是可以通过溶液颜色深浅变化作判断（如加热时，溶液颜色明显变深，表明平衡是向水解方向移动）；三是通过溶液酸度变化（如加入少量FeCl3晶体前后，测溶液pH变化）；四是观察有无红褐色沉淀析出（如加入少量NaHCO3后，使Fe3+的水解程度趋向完全）。

3. 通过实验得出的主要结论有：①Fe3+的水解是一个可逆过程；②水解平衡也是一个动态平衡；③Fe3+的水解属于吸热反应；④改变平衡的条件（如温度、浓度等），水解平衡就会发生移动；⑤当加入的物质能与溶液中的离子结合成很难电离的弱电解质，Fe3+的水解程度就可能趋向完全。 三、问题交流 【思考与交流1】

【学与问】

离子反应发生的条件中，有水生成一条可扩展为有弱电解质生成。 四、习题参考 (一)参考答案

1. D； 2. B；3. C； 4. D。

5. 乙，如果是弱酸，所生成的盐电离出的A-会部分地与水电离出的H结合成HA，则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,因为由HCO3电离成CO32比由H2CO3电离成HCO3更难，即Na2CO3与

－

－

－

NaHCO3是更弱的弱酸盐，所以水解程度会大一些。 9. (1) SOCl2 +H2O

SO2↑+ 2HCl↑

(2) AlCl3溶液易发生水解，AlCl3·6 H2O与SOCl2混合加热，SOCl2与AlCl3·6 H2O中的结晶水作用，生成无水AlCl3及SO2和HCl气体。

10. 加水的效果是增加水解反应的反应物c（SbCl3），加氨水可中和水解反应生成的HCl,以减少生成物c（H+），两项操作的作用都是使化学平衡向水解反应的方向移动。

※11. 受热时，MgCl2·6H2O水解反应的生成物HCl逸出反应体系，相当于不断减少可逆反应的生成物，从而可使平衡不断向水解反应方向移动；MgSO4·7H2O没有类似可促进水解反应进行的情况。 (二) 补充习题

泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液，该溶液呈碱性的原因是：_____________；灭火器内另有一容器中装有Al2(SO4)

3溶液，该溶液呈酸性的原因是：____________。当意外失火时，使泡沫灭火器倒过来即可使药液混合，喷出

CO2

和Al(OH)3，阻止火势蔓延。其相关的化学方程式为：_________________。 参考答案：HCO3+H2O Al3+ + 3H2O Al3+ + 3HCO3

－

－

H2CO3+OH-

Al(OH)3+3H+

Al(OH)3↓+3CO2↑

二、活动建议 【实验3-3】

实验中的Mg(OH) 2沉淀可以通过MgCl2溶液与NaOH溶液反应生成，然后通过过滤或离心机分离获得沉淀物。 实验中应使用过量的NH4Cl浓溶液，并要注意充分振荡，以加速Mg(OH) 2的溶解。实际上，Mg(OH) 2沉淀溶于NH4Cl溶液具有较大的可逆性。Mg(OH) 2可以溶于NH4Cl溶液转化成MgCl2和NH3·H2O，而MgCl2溶液也能与氨水作用生成Mg(OH) 2沉淀。原因是：Mg2+在溶液中开始沉淀的pH为9.5，完全沉淀时的pH为11.0。

虽然Mg(OH)2属于难溶电解质，但其溶解于水的部分足以使酚酞溶液变红。如果在该实验中补充这个内容，也可以帮助学生直观认识到物质的“不溶性”是相对的。

实验现象如下表所示：

【实验3-4】

实验中，先后滴加NaCl溶液、KI溶液、Na2S溶液，最好均为10滴。若滴入量太少（如各2～3滴），虽可能先后观察到AgCl、AgI、Ag2S的沉淀形成，但只是形成几种难溶电解质的混合物，并不是难溶电解质间的转化，以致不能真正达到实验的预期目的。

【实验3-5】

为加速Mg(OH)2转化成Fe(OH)3，可在滴加FeCl3溶液之后充分振荡，再静置观察。

三、问题交流 【思考与交流1】

此交流的作用在于让学生应用已学知识积极思考，有利于其对沉淀溶解平衡的理解。 1.溶解度可以很小很小，但仍有度。溶与不溶，是相对的，没有绝对不溶的物质。 2.生成沉淀的离子反应不能真正进行到底。说生成沉淀的离子反应能够完全也是相对的。 【 思考与交流2】

该交流具有对沉淀生成反应应用进行小结的性质。

1. 在无需考虑其他因素的情况下，从溶解度大小考虑，应选择钡盐。

2. 从溶解度是否足够小考虑。选择合适的沉淀剂或不断破坏溶解平衡使平衡向生成沉淀的反应方向移动。在溶液中，不能通过沉淀的方法除去要除去的全部离子。但一般认为，当欲除去的离子浓度小于1×105 mol/L时，沉淀

－

基本完全。 【思考与交流3】

1. 溶于盐酸：Mg(OH)2+2HCl == MgCl2+H2O 溶于氯化铵：Mg(OH)2+2NH4Cl == MgCl2+2NH3·H2O

2. 上面两个反应中，Mg(OH) 2在水中少量溶解、电离出的OH分别与酸和盐电离出的H、NH4作用，生成弱电解质H2O和NH3·H2O，它们的电离程度小，在水中比Mg(OH) 2更难释放出OH，H2O和NH3·H2O的生成使Mg(OH) 2的溶解沉淀平衡向溶解方向移动，直至完全溶解。

设法从沉淀溶解平衡体系中不断移去沉淀溶解、电离出的离子，如使生成弱电解质，可达到使沉淀溶解的目的。 【思考与交流4】

1. 如教科书下文中所述。

2. 颠倒操作步骤，转化不会发生。沉淀只能从溶解度小的转化为溶解度更小的。解释略。 四、习题参考 (一) 参考答案 1. 文字描述略。

－

－

＋

＋

2. C； 3. D； 4. C。

阳极：2Cl--2e- == Cl2↑（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- == Cu2+（氧化反应） 阴极（纯铜）：Cu2+＋2e- == Cu（还原反应）

补充：若粗铜中含有锌、镍、银、金等杂质，则在阳极锌、镍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Zn2+和Ni2+的氧化性又不如Cu2+强，难以在阴极获得电子被还原，故Zn2+和Ni2+被滞留在溶液中。因此，在阴极只有Cu2+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：2Cl--2e- == Cl2↑（氧化反应） 阴极：2H++2e- == H2↑（还原反应） 或阴极：2H2O+2e- == H2↑+2OH-（还原反应） 总反应：2NaCl+2H2O == 2NaOH+H2↑+Cl2↑

在阴极析出1. 42 L H2，同时在阳极也析出1.42 L Cl2。 6. 依题意，电解XCl2溶液时发生了如下变化：

M(X)=3.2 g×22.4 L/(1 mol×1.12 L)=64 g/mol 即X的相对原子质量为64。 又因为2Cl- - 2e- == Cl2↑

2 mol 22.4L n(e-) 1.12L

n(e-)=2 mol×1.12 L/22.4 L=0.1 mol 即电路中通过的电子有0.1 mol。 二、活动建议

【实验4-3】

实验中须注意以下几点：

（1）多用几枚铁钉，增大铁钉腐蚀时的耗氧量，以便在短时间内可观察到更为明显的实验效果。

（2）经过酸洗除锈的铁钉，须用清水洗（避免残留酸液干扰实验），然后用饱和食盐水浸洗一下，即可加入到具支试管中。

（3）整个装置应保证密封状态良好，几分钟后就可以看到导管中水柱明显上升。原因是铁钉发生吸氧腐蚀时，使具支试管内O2减小，压强降低，促使导管内水柱上升。 【补充实验4-4-1】为了增强实验的探究性，可补充下面的实验。

图4-3铁的吸氧腐蚀实验

（1）向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒（无底）；

（2）将一颗无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中（装置如图43所示），立即可观察到有电子自铁钉流向碳棒，表明铁钉与碳棒已构成原电池的两个电极；

（3）1 min后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入K3［Fe(CN)6］溶液，即可观察到铁钉附近的溶液变蓝色，表明铁被氧化，生成了Fe2+；

（4）向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红色，表明溶液pH增大，呈碱性。 将该实验中观察到的现象与【实验4-3】结合起来讨论，能更好地说明钢铁生锈时发生吸氧腐蚀的原理。 【科学探究】

这个实验的目的是验证牺牲阳极的阴极保护法。实验中以Zn片作阳极，Fe片作阴极，以经过酸化的NaCl溶液作电解液。在这种条件下，Zn片与Fe片构成了原电池的两个电极，发生如下电极反应：

阳极：Zn-2e- == Zn2+ 阴极：2H++2e- == H2↑

H+来自H2O的电离，为了加大H2O中c(H+)，故在NaCl溶液中加入了少量酸液。

在实验现象上，可以看到电压计指针有偏移，Fe电极上有气泡产生，但往Fe电极附近滴入K3［Fe(CN) 6］溶液，溶液不变蓝色。即溶液中不存在Fe2+，证明Fe未被腐蚀。 【实践活动】

可组织社会调查等活动，然后进行交流。相关专题可以是：

1. 在当地，金属腐蚀的现状及其危害；

2. 在当地，人们对金属腐蚀的严重性和危害性的认识程度；

3. 通过观察和资料收集，你了解哪些防治金属腐蚀的方法？在社会上相关的科学技术有无新的进展？ 三、习题参考 参考答案

1. 负极；Fe-2e- == Fe2+；正极；析氢腐蚀：2H++2e- == H2↑，析氧腐蚀：2H2O+O2+4e- == 4OH- 2. （1）电化腐蚀，铁和铁中的杂质碳以及残留盐溶液形成了原电池。

（2）提示：主要是析氧腐蚀。2Fe-4e- == 2Fe2+；2H2O+O2+4e- == 4OH- Fe2++2OH- == Fe(OH)2，4Fe(OH) 2+O2+2H2O == 4Fe(OH) 3 3. C； 4. B、D； 5. A、C； 6. A、D。

7. 金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2）或非电解质液体直接发生化学反应而引起的腐蚀，叫做化学腐蚀。不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。金属腐蚀造成的危害甚大，它能使仪表失灵，机器设备报废，桥梁、建筑物坍塌，给社会财产造成巨大损失。 8. 当钢铁的表面有一层水膜时，水中溶解有电解质，它跟钢铁中的铁和少量的碳形成了原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。电解质溶液的H+在正极放电，放出H2，因此这样的电化腐蚀叫做析氢腐蚀。如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀，其电极反应如下：

负极：2Fe-4e- == 2Fe2+ 正极：2H2O+O2+4e- == 4OH- 总反应：2Fe+2H2O+O2 == 2Fe(OH) 2

9. 镀锌铁板更耐腐蚀。当镀锌铁板出现划痕时，暴露出来的铁将与锌形成原电池的两个电极，且锌为负极，铁为正极，故铁板上的镀锌层将先被腐蚀，镀锌层腐蚀完后才腐蚀铁板本身。镀锡铁板如有划痕，锡将成为原电池的正极，铁为负极，这样就会加速铁的腐蚀。

可设计如下实验：

取有划痕的镀锌铁片和镀锡铁片各一块，放在经过酸化的食盐水中浸泡一会儿，取出静置一段时间，即可见到镀锡铁片表面较快出现锈斑，而镀锌铁片没有锈斑。即说明上述推测是正确的。

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