复习《物质的量反应热》

　　　高 三 化 学（第21周）

 

【教学内容】

　　复习《物质的量反应热》

【教学目标】

　　掌握物质的量、摩尔概念及其有关计算，掌握气体摩尔体积、阿佛加德罗定律的概念及其运用。`

【教学过程】

一、　　　　　　 物质的量

1、物质的量物理意义：衡量宏观物质的质量和微观粒子数量的物理量，它是七个国际

单位制物理量中的一个（质量、长度、时间、电流强度、热力学温度、光学强度）。其单位是摩尔。

2、阿伏加德罗常数就是12gC12所含碳原子数，由此可以看出：

（1）阿伏加德罗常数是一个精确值（12gC-12含碳的原子数是个定值）

（2）阿伏加德罗常数可通过实验测定

（3）6.02×10²³是个非常近似的值。

3、摩尔质量——单位物质的量的物质所具有的质量，即M=显然摩

尔质量与1mol物质的质量意义不同，只不过数值相同，且等于其式量。单位不同，一个是g·mol^-1，而另一个是g。

　　4、引入摩尔的意义：摩尔象一座桥梁把单个的肉眼看不见的微粒跟很大数量的微粒集体，可称量的物质之间联系起来。

例：化合物E（含二种元素）与氨气反应，生成化合物G和H₂，化合物G的式量约为81，G分子中硼元素，（B原子量为10.8）和氢元素的质量分数分别是0.40和0.074，由此推断：（1）化合物G的化学式为___________________

　　 （2）反应消耗1molNH₃，可生成2molH₂，则组成化合物E的元素是_____和_____

　　　　 （3）1molE和2molNH₃恰好完全反应，化合物E的化学式为_________________

解析：（1）由E+NH­₃→G+H₂可知，G中必含N元素，则1molG中含B、H、N的物质的量分别为：B：=3，H：=6，N：

则G的化学式为B₃N₃H₆即所谓的无机苯。

（2）同样由E+NH₃→G+H₂可知，由于G中含B元素，则E中必含B元素，（NH₃中无B元素）而每消耗1molNH₃（只含3molH原子）则可生成2molH₂，（含4molH原子），由H原子守恒可知，E中必含氢元素，即E由B和H两种元素组成。

（3）据题意：1molE恰好和2molNH₃反应，应理解为E和NH₃按n_E:=1：2的物质的量比反应，因为E+2NH₃——G（B₃N₃H₆）+H₂，反应前后N原子必相等，则NH₃的计量系数至少为6，而B₃N₃H₆的计量系数应为2，则E的计量系数应为3（n_E:=1：2）又由于1molNH₃反应可生成2molH₂（题（2）中的条件应继续运用），则6molNH₃应生成12molH₂，即反应式为3E+6NH₃=2B₃N₃H₆+12H₂，由B原子守恒，1molE应含2molB，再由H原子守恒，1molE应含6molH原子，即E的化学式为B₂H₆（即所谓乙硼烷）。从本题的解析过程应看出：解此类习题一是要充分运用化学反应中各物质的计量关系，熟练运用摩尔、质量守恒定律的知识；二是认真审题，充分利用题设条件，特别是在解答下一问时要注意到上一间所提供的条件。

二、　　　　　　 气体摩尔体积

1、等物质的量的液体、固体体积大小——主要决定于构成它们微粒的大小，而温度、

压强对其体积大小几乎没有影响。

　　2、等物质的量气体体积大小——主要决定于分子间的平均距离，因为通常情况下，分子间的平均距离是分子直径的10倍左右，而分子间的平均距离的大小由温度和压强决定，温度升高或压强减小，平均距离增大，反之减小。但只要是在同温同压下，任何气体分子间的平均距离相等。

　　3、气体摩尔体积——在标准状况下（同温同压，只是在0℃，1.01×10⁵Pa），1摩（等物质的量）的任何气体（单质、化合物、混合物等，只要是气体）所占的体积都约是22.4升。

（1）标况下1摩任何气体所占体积一定是22.4升

（2）非标准状况，1摩H­₂所占体积一定不可能是22.4L

（3）标况下，1mol水蒸气所占体积为22.4L

（4）标况下，1molSO₃所占体积为22.4L

（5）标况下，1molNO₂气体所占体积为22.4L

 解析：（1）不对，抓住气体摩尔体积中的约是；（2）不对，非标准状况1mol气体也

可能为22.4L（如温度为273℃，压强为2.02×10⁵Pa）

（3）（4）不对，在标况下H₂O为液体，而SO₃为固体。

（5）不对，因为2NO₂　　 N₂O₄+Q，标况下（温度低）NO₂部分转化为N₂O₄，气体

物质的量小于1mol。

　　4、阿佛加德罗定律——同温同压，相同体积的任何气体，都含有相同数目的分子即V₁=V₂，则n₁=n₂引伸：

（1）同温同压任何气体体积比等于其物质的量比

（2）同温同压任何气体密度比等于其摩尔质量（式量）之比

（3）同温同压等质量的任何气体，密度之比等于其物质的量（体积）的反比

（4）同温同体积的任何气体，压强之比一定等于其物质的量之比

例1、标况下，mg气体A和ng气体B的分子数相等，下列说法不正确的是（　）

 A、同体积的气体A和气体B的质量比为m:n

 B、25℃时，1kg气体A和1kg气体B的分子数比为m:n

 C、同温同压时气体A和气体B的密度比为n:m

 D、标况时，等质量的A和B气体的体积比为n:m

解析：由题设条件，可看作气体A的式量为m，气体B的式量为n（这是至为关键的）本题即为阿佛加德罗定律及引伸的运用，显然在运用时注意前提条件A中缺少同温同压条件，只有同温同压下，体积相同，则A、B物质的量相同。质量比才为m:n，而B中与温度压强没有关系，但，C中同温同压密度比等于其式量比，应为m:n，因此正确答案为A、B、C。

例2：4mLO₂和3mLN_xH_y（y>x）混合气体在120℃, 1.01×10⁵Pa下点燃完全反应后恢复到原温度和压强时，测得反应后N₂、O₂、H₂O（g）混合气体密度减小，

（1）其反应的化学方程式为____________________________________

（2）推算N_xH_y的化学式，计算的根据是_________________________（用文字叙述）。

即（用含x、y的代数式表示）_________________。解此方程当_______________时合理，所以N_xH_y的化学式为____________。

解析：（1）由题意可知氧气过量，且产物为N­₂和H₂O，则反应化学方程式为：

4 N_xH_y+yO₂=2xN­₂+2yH₂O

（2）计算x、y依据是什么？注意题目提供条件及隐含条件：同温同压，反应前后均为气体，且质量不变。显然依据是同温同压同质量任何气体，密度比等于其物质的量反比。计算方法用差量法：4 N_xH_y+yO₂=2xN­₂+2yH₂O△V　　　　 

　　　　　　　　 4　　　　　　 　　　2x+2y-4-y

3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2x+y-4)

2x+y=8，即x=2, y=4合理，因此化学式为N₂H₄。

三、　　　　　　 物质的量浓度

1、C=

例1、判断下列说法是否正确？

（1）1L水溶解了22.4LHCl, C=1mol·L^-1？（错，溶液体积不为1L，物质的量不一定是1mol）

（2）160g胆矾溶于水配成1L溶液C=1mol·L^-1？（错，溶质物质的量小于1mol）

（3）74gCa (OH)₂溶于水配成1L溶液C=1mol·L^-1？（错，Ca (OH)₂微溶）

例2、标况下，盛满HCl烧瓶与用排空气法收集的HCl（V_HCl占75%）烧瓶例置于水

中，其物质的量浓度关系？（相等，均等于）

思考：CH₃COONa、NaClO溶液PH值相同，则这两溶液物质的量浓度关系？（，因为等物质的量浓度CH₃COONa和NaClO溶液，NaClO水解程度大）

2、溶液中溶质微粒数目

（1）非电解质：微粒数=C·V·N₀

（2）强电解质（完全电离，不考虑水解）设化学式A_mB_n，则其微粒数=C·V·（n+m）·N₀

（3）弱电解质：分子、离子共存。VL、Cmol·L^-1、电离度为α的CH₃COOH，所含

微粒数目为C·V（1+α）

（4）考虑水解

例1、温度均为0.1mol·L^-1的氨水和盐酸等体积混合后，溶液中各离子浓度大小关系？

[Cl^-]>[NH₄⁺]>[H⁺]>[OH^-]

思考：①在含有下列离子的溶液中，加入少量H₂SO₄，使其数目略有增加的是（　）

 A、SO₃^2-　　　 B、Fe³⁺　　　 C、HCO₃^-　　　　 D、Na⁺

（答：B，因为Fe³⁺要水解，加酸、抑制其水解）

②10mL0.1mol·L^-1AlCl₃溶液和0.1mol·L^-140mLKOH溶液混合后，各离子浓度由大

到小的顺序？

（答：[K⁺]>[Cl^-]>[AlO₂^-]>[OH^-]>[H⁺]）

3、物质的量浓度配制

（1）达到两个规定 规定配制溶液里所含溶质的量

　　　　　　　　  规定室温时溶液的体积。

如配制500mL、1mol·L^-、NaOH溶液，必须取20gNaOH，500mL容量瓶，而不能取10gNaOH配成250mL溶液。

（2）操作步骤

在配制溶液之前首先检查容量瓶是否漏水

①计算（所需溶质的质量或体积）　②称量或量取

③溶解（适量水）　　 ④转移　　　⑤洗涤2～3次（一般每次用水10～15mL）

⑥振荡　　　 ⑦定容摇匀、溶液配制以后要立即倒入试剂瓶中，容量瓶不允许久置溶液（凡有精确刻度的仪器均不能久置溶液，均不能作为反应容器）

（3）误差分析

思考：下列操作会引起配制的溶液浓度偏大还是偏小或不变？

①配制溶液时容量瓶中有少量水

②转移溶液时溅出少量溶液至容量瓶外

③未用蒸馏水洗涤烧杯2～3次

④定容时视线高于容量瓶刻度浅（即俯视）

（答①不变 ②③均变小 ④偏高）

四、反应热

1、概念——化学反应过程中放出或吸收的热量称为反应热

思考：（1）化学反应是否一定伴随热量的变化？

　　 （2）凡是吸热或放热过程中热量的变化均称为反应热？

（答（1）不对，化学反应一定伴随着能量的变化，不一定是热量的变化，通常化学反

应中伴随着热量的变化。（2）不对，必须是化学变化过程中热量的变化。例如：NaOH（固）、浓H₂SO₄溶于水放出大量的热，液氨气化吸收大量的热均不能称为反应热）

2、热化学方程式

注意：（1）热化学方程式中的计算系数仅表示物质的量，与普通化学方程式不同（计

量系数还可表示微粒数或体积），因此可出现分数或小数。

（2）必须标明各种物质的聚集状态，否则热方程式无任何意义。如H₂和O₂反应生成

水，水的状态不标明，生成气态水和液态水放出量是不同的。

　　（3）热方程式中的热量值必须与反应物的物质的量一致。如：铝在纯氧中燃烧，每生成1gAl_­2­O₃（固）放出QkJ热量，写出其热化学方程式。

　　　4Al（固）+3O₂（气）=2Al₂O₃（固）+204QkJ。在这个化学方程式中是否将热量写成QkJ？不能，因为该反应中生成了204g Al₂O₃，即放出204QkJ热量。

【能力训练】

一、　　  选择题（每小题有1～2个正确答案）

 1、同温同压下，aLXm气体和bLY_n气体化合，生成cL的化合物z，则z的化学式为（　）

　A、X_aY_b　　　　 B、X_nY_m　　　　 C、X_amY_bn  D、

2、N₀表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　）

A、标准状况下N₀个SO₂分子和N₀个SO₃分子所占体积相等

B、醋酸的摩尔质量与N₀个醋酸分子的质量在数值上相等

C、18g水在室温下所含的H⁺数为N₀

D、0℃，101.3kPa22.4LCl₂中所含的氯原子数为N₀

3、同温同压下等物质的量的氩气和氟气具有相同的（　）

A、质子数　　　　B、质量　　　　C、原子数　　　　 D、体积

4、某温度下，在体积一定的密闭容器中，适量的NH₃和Cl₂恰好完全反应，其产物只

有N₂和NH₄Cl，则反应前后容器中压强之比应接近于（　）

A、1:11　　　　 B、7:11　　　　  C、11:1　　　　　 D、11:7

5、在体积为VmL、密度为dg·cm^-3的溶液中，溶有式量为M的溶质mg，其物质的量浓度为cmol·L^-1，质量分数为w%，则下列表示式中正确的是（　）

A、c=　　　　　　　　　 B、m=Vd

C、w%=　　　　　　　　　　 D、c=

6、一个的原子质量为mg（15.9949u），若阿伏加德罗常数N₀，下列式子中可表示一个原子质量的是（　）

　　 A、　　　　 B、　　　　C、　　　　 D、

7、设N₀表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　）

A、2.4g镁变成镁离子时失去的电子数目为0.1N₀

B、常温常压下，1mol氦气和1molH₂所含质子数目均为2N

C、16g—NH₂含有的电子数目为10N₀

D、2L0.3mol·L^-1硫酸钾溶液中含0.9N₀个钾离子和硫酸根离子

8、实验室测得乙烯和O₂的混合气体密度是H₂的14.5倍（同温同压），可知其中乙烯的质量分数为（　）

A、0.250　　　　  B、0.276　　　　  C、0.724　　　　　 D、0.750

9、化学反应aM+bN=cW+dE，已知20gM和10.5gN恰好完全反应生成16.5gE，则M与W两种物质摩尔质量之比为（　）

A、　　　　 B、　　　　  C、　　　　D、

10、已知下面两个热化学方程式：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)+571.6kJ, C₃H₈(g)+5O₂(g)=3CO₂(g)+4H₂O(l)+2220.0kJ，已知5molH₂、C₃H₈混合气体完全燃烧时放出3847kJ热量，则混合气体中H₂和C₃H₈的体积比为（　）

A、1:3　　　　　  B、3:1　　　　　 C、1:4　　　　　　 D、1:1

11、同温同压下，等体积的两容器中分别充满NO和CO两种气体（其中N、C、O三种元素分别为¹⁴N、¹³C、¹⁸O），则下列说法正确的是（　）

A、两容器中分子间的平均距离均相同

B、两容器中所含微粒的质量均相同

C、两容器中所含原子数、分子数、中子数均相同

D、两容器中所含质子数、中子数均相同

12、某种气体1L（标况）与适量O₂恰好完全反应生成CO₂和水蒸气，在273℃、101.3Kpa下混合气体的体积为bL，当冷却至标况时气体的体积变为aL，则用a、b表示的该烃的化学式为（　）

A、C_aH_b　　 　　　 B、C_aH_a-b 　　　　C、C_aH_b-2a   D、C_aH_2(b-a)

二、　　  填空

1、标准状况下有①6.72L甲烷②3.01×10²³个氯化氢分子③13.6gH₂S气体④0.2mol氨

气。下列对这四种气体的关系从小到大顺序排列（用序号表示）

 A、体积______________________________　　 B、密度__________________________

 C、质量______________________________　　 D、氢原子数______________________

　　2、称取金属、钠、铁、铝各mg，在室温下分别与VL4mol·L^-1的HCl充分反应，试推断在下列三种情况下，V值的取值范围（用含m的表达式表示）

（1）铝与盐酸反应放出H₂最多____________________

（2）钠与盐酸反应放出H₂最多____________________

（3）铝、铁分别与VL盐酸反应放出氢气一样多____________________

　3、A、B、C、D四种可溶性离子化合物，它们的阳离子可能是Na⁺、Mg²⁺、Ag⁺、NH₄⁺，阴离子可能是NO₃^-、OH^-、Cl^-、CO₃^2-，分别取相同质量的四种化合物，溶解于水，配成相同体积的溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是A、B、C、D，则四种物质的化学式分别为A________B_________C_________D_________

【能力训练答案】

 一、1、D　　　2、B　　　 3、AD　　　 4、C　　　 5、BD　　　 6、BC

　　 7、B　　　8、C　　　 9、A　　　　10、B　　　11、AC　　　12、C

 二、1、A④①③② 　　B①④③②　　　C④①③②　　　D②④③①

　　 2、（1）V> 　 （2）V<　　 （3）V≤

　　 3、A、NaOH　　 B、MgCl₂　　  C、(NH₄)₂CO₃　　　D、AgNO₃