高三化学总复习(模块一专题三物质的量、化学反应中的能量变化教

2018-09-26 20:46

山东省聊城市第四中学2014届高三化学总复习（模块一）专题三物质的量、

化学反应中的能量变化教学案

一、考纲要求

1、了解摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数等的含义。

2、根据物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的关系进行有关计算。

3、了解化学反应中能量转化的原因，能说明常见的能量转化形式。

4、了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 5、了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

6、了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。一、有关概念：

1.物质的量:表示含有一定数目的粒子的集体的物理量。符号：n 单位：mol

2.摩尔：摩尔是物质的量的单位，每1mol物质含有阿伏加德罗常数个结构微粒。符号：mol 说明：①当描述物质的物质的量（使用摩尔）时，必须指明物质微粒的种类，不能是宏观物质名称，如1mol氧，指代不明，应书写为1molO或1molO2；②常见的微观粒子有：分子、原子、离子、电子、质子、中子或它们特定的组合。

3.阿伏加德罗常数：12g12C中所含碳原子数的精确值。符号：NA 单位：个/mol

说明：①NA的基准是12g碳-12中的原子个数； ②12C不仅是确定1摩物质的基准对象，而且还是确定元素相对原子质量的基准对象；③6.02×1023是NA是一个实验值、近似值，常取6.02×1023代替NA应用于计算。

4.摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量。符号：M 单位：g·mol-1

说明：①使用范围：A.任何一种微观粒子；B.无论是否纯净；C.无论物质的状态。②与式量的比较：在数值上与对应化学式的式量相等。

5.气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积。符号：Vm 单位：L·mol-1

(1)标准状况下的气体摩尔体积:①标准状况：0℃、1atm即1.01×105Pa；②标准状况下的气体摩尔体积：22.4L·mol-1

(2)影响物质体积大小的因素：①构成物质的微粒的大小（物质的本性）；②结构微粒之间距离的大小（温度与压强来共同决定）；③结构微粒的多少（物质的量的大小）。

6.物质的量浓度：用单位体积的溶液中溶解溶质的物质的量的多少来表示溶液的浓度。符号：c 单位：mol·L-1

说明：①物质的量浓度是溶液的体积浓度；②溶液中的溶质既可以为纯净物又可以为混合物，还可以是指某种离子或分子

二、阿伏加德罗定律及其推论

1．阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体都具有相同的分子数。

说明：①阿伏加德罗定律依然是忽略了气体分子本身的大小；②阿伏加德罗定律比气体摩尔体积的应用更为广泛：A.主要是应用于不同气体之间的比较，也可以同一种气体的比较； B.被比较的气体既可以是纯净气体又可以是混合气体

2．阿伏加德罗定律的重要的三个推论：

PnN1① 同温同体积时，任何气体的压强之比都等于其 ?1?1P2n2N2物质的量之比，也等于其分子数之比。

② 同温同压时，任何气体的体积之比都等于 V1n1N1??其物质的量之比，也等于其分子数之比 V2n2N2

③ 同温同压时，任何气体的密度之比都

等于其摩尔质量之比，也就是其式量之比。

三、以物质的量（n）为中心的转换关系及使用范围：

V(g)

Vm ×Vm ÷

×M ÷NA

n N m

÷M ×NA

×V(aq) ÷V(aq)

1. m、n、N之间的计算关系（1）计算关系：n?mN= MNA（2）使用范围：只要物质的组成不变，无论是何状态都可以使用。 2.V、n、N之间的计算关系（1）计算关系：n?VVN== VmNA22.4（2）使用范围： ①适用于所有的气体，无论是纯净气体还是混合气体；

②当气体摩尔体积用22.4L·mol-1时必须是标准状况。

3.c、m、V、N之间的计算关系（1）计算关系：c?nmN ??VMVNAV（2）使用范围：①以上计算关系必须是在溶液中使用；②微粒数目是指某种溶质；③若溶液是由气体溶

解于水形成的，要特别注意以下几点：A.必须根据定义表达式进行计

算；B.氨水中的溶质主要是NH3·H2O，但要以NH3为准计算；C.溶液的体积不能直接用气体的体积或水的体积或气体与水的体积之和，而必须是通过V?4.c、?%、ρ之间的计算关系（1）计算关系：c?m?计算得到。

1000??% (?单位: g/cm3)

M（2）使用范围：同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算（3）推断方法：①根据物质的量浓度的定义表达式； ②溶质的物质的量用算，注意溶液体积（V）的单位为mL

5. c、s（溶质的溶解度)、ρ之间的换算关系

（1）计算关系：

（2）使用范围：同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算

（3）推断方法：①根据物质的量浓度的定义表达式； ②溶质的物质的量用S/M、溶液的体积用(100+S)/1000ρ计算，注意溶液密度的单位（g/mL）。 6、混合气体的平均分子量的有关计算

计

（1）计算依据：①1mol任何物质的质量（以g为单位）在数值上与其式量相等；②1mol任何气体的体积（以L为单位）在数值上与气体摩尔体积（以L·mol-1为单位）相等（2）基本计算关系： M ?（3）变换计算关系：①M =

②M =

———

m n?n%M=M×n%+ M×n%+……

ii1

?V%M=M×V%+ M×V%+……

ii1

（4）使用说明： ①(2)的计算式适用于所有的混合物的计算；

②(3)中的计算式只适用于混合气体的有关计算；

③(3)中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律。 7.密度与相对密度（1）密度： ??m V使用说明：A.适用于所有的物质，不受物质状态的限制，也适用于所有的混合物；

B.所有气态物质：M?Vm?，标准状况下气体M?22.4?

（2）相对密度：D??1M1 ??2M2使用说明：①相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比；

②既可以用于纯净气体之间的计算，也可以用于混合气体之间

四、一定物质的量浓度溶液的配制步骤 1、计算（溶质的质量或溶液的体积）；2、称量（称溶质的质量或量溶液的体积）； 3、溶解或稀释；4、转移（将溶解或稀释后的溶液用玻璃棒小心地转移入容量瓶中）； 5、洗涤、转移；6、定容、摇匀；7、装瓶（贴标签写药品名称、浓度及时间）五、化学反应中的能量变化 1、反应热

（1）概念：在一定外界条件下，化学反应过程中放出或吸收的热量。

（2）符号及单位：△H；单位：kJ/mol；数值前面出现“＋”或“－”（“＋”或“－”与吸热反应或放热反应有

关）。△H<0表示放热，△H >0表示吸热。 2、热化学方程式。

⑴定义：表明在一定外界条件下，反应放出或吸收的热量的化学方程式

（2）意义：不仅表明了化学反应中的物质的变化，也表明了化学反应中的能量变化。（3）注意 ①需标明方程式中每一种物质的状态。

②反应系数只表示物质的量，不表示分子数，所以可以用分数或整数。

③需在方程式的最右端注上△H的数值、单位、+或-的符号，且△H的数值要与反应系数成正比例。

④需注明测定的温度和压强，若不注明则指 25℃、101 kPa条件。 3、对反应热的理解可以从以下两方面分析：（1）从反应物、生成物能量角度去理解

∑E(反应物)＜∑E(生成物) ， △H >0 反应吸热； ∑E(反应物)＞∑E(生成物)，△H<0反应放热。（2）从化学键断裂和形成角度去理解

反应物的总键能＞生成物的总键能，△H >0 反应吸热；反应物的总键能＜生成物的总键能，△H<0反应放热。 △H=反应物的总键能―生成物的总键能。

六、燃烧热和中和热

⑴燃烧热定义：在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该

物质的燃烧热。

使用燃烧热时要注意以下要点

①热量在压强为101 kPa下测出。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因

压强不同，反应热有所不同。

②可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，一般将可燃物的化学计量数定为1，其他物质的化学计量数常出现分数。

③生成物为稳定的氧化物。例如：CO2是稳定氧化物而CO不是稳定氧化物；H2O (1)是稳定氧化物而H2O (g)不是稳定氧化物。因此，既要关注哪些氧化物是稳定氧化物，还要关注物质的状态必须是稳定的状态。如表示H2的燃烧热的热化学方程式为： H2(g)＋

1－

O2(g)==H2O(l)；ΔH=－285.8 kJ·mol1 2④叙述燃烧热时用正值，在热化学方程式中用△H表示时取负值。

－

例如，H2燃烧热化学方程式为： H2(g)＋ O2(g) ==H2O(l)；ΔH=－285.8 kJ·mol1 ；

－

而 H2的燃烧热为285.8 kJ·mol1。

⑵中和热的定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热(即所放出的热

量)叫做中和热。

使用中和热时要注意以下要点：

－

① 这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H+)≤1mol/L,碱溶液中的c(OH)≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。

－

②在中学化学主要研究强酸与强碱反应的中和热。强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH

－

反应(即与酸、碱的种类无关)，通过许多次实验测定，1mol H+和1mol OH反应生成1mol H2O时，放出

－

热量57.3kJ。其热化学方程式为：H+(aq)＋OH(aq) ==H2O(l)；△H＝－57.3kJ/mol 因此，强酸与强碱中和热的数值都等于57.3 kJ/mol。

③有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和热的数值都小于57.3 kJ/mol。因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量。

④中和热是以生成1 mol H2O所放出的热量来测定的，因此书写它们的热化学方程式时，应以生成1 mol水为标准来配平其余物质的化学计量数，例如： KOH(aq)＋

11－

H2SO4(aq)== K2SO4(aq)＋H2O(l)；ΔH=－57.3 kJ·mol1 22例题1、下列说法对吗？若错，请指出错误的原因。

A．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热

B．强酸和强碱的稀溶液发生中和反应一定是放热反应，但弱酸和弱碱反应不一定是放热反应，所以盐类水解不一定全是吸热反应

C．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应 D．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热。

例题2、在101 kPa时，H2在1.00 mol O2中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量，则： ⑴H2的燃烧热为____________________ ，

⑵表示H2燃烧热的化学方程式为_______________________ 。

－－

例题3、1.00 L 1.00 mol·L1 H2SO4溶液与2.00 L 1．00 mol·L1 NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，则：

⑴该反应的中和热为 _____________________ ，

⑵表示其中和热的热化学方程式为_________________________ 典型例题：

题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写

1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式。

例4、(2005全国理综Ⅰ·13)．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)； ΔH＝－2b kJ / mol B. C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)； ΔH＝2b kJ / mol C. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)； ΔH＝－4b kJ / mol D. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)； ΔH＝b kJ / mol 2、有关反应热的计算（1）盖斯定律及其应用

化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步及反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律。其数值与用量热计测得的数据相同。例5、科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。（1）（1）P4（s，白磷）+5O2()g?P4O10(s) ?H1??2983.2kJ/mol （2）P(s，红磷)?5O142()g?4P4O10(s) ?H2??738.5kJ/mol 则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。

（2）根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。

例6、已知：C(s)?O2(g)?CO2(g)；?H??393.5kJ/mol

H)?12(g2O2(g)?H2O(l)；?H??241.8kJ/mol

欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为（）

A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8 (3)利用键能计算反应热

方法：ΔH=∑E(反应物)－∑E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。

例题7．CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。化学键 C－H C＝C C－C H－H 键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3 试计算该反应的反应热。

题型三：燃烧热、中和热的判断、求算及测量例8、下列说法正确的是（）

A. 在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热 B. 酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热 C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一

D. 在稀溶液中，1molCH3COOH和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ 强化训练：

1、若某氖原子质量是a g，12C的原子质量是b g，NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．氖元素的相对原子质量一定是12a/b B．该氖原子的摩尔质量是aNAg

C．Wg该氖原子的物质的量一定是W/(aNA)mol D．Wg该氖原子所含质子数是10W/a 2、（06上海）7．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 A．碳酸钙受热分解 B．乙醇燃烧

C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙溶于水

3、完全中和10.2g二元酸H2A生成正盐，用去24g NaOH，则有关此二元酸的下列说法正确的是 A．该酸的摩尔质量为34g/mol。 B．该酸的分子量为17。 C．10.2g该酸的物质的量是0.3 mol。 D．该酸一定是强酸。

4、配制一定物质的量浓度的溶液时，下列操作会使所配得的溶液物质的量浓度偏高的是 A．省去洗涤烧杯的步骤 B．定容时凹面最低点高于刻度线 C．定容时凹面最低点低于刻度线

D．定容、摇匀、静置后发现凹面低于刻度线又加水至刻度线 5、下列各组中两种气体的分子数一定相等的是

A．温度相同、体积相同的O2和N2 B．质量相等、密度不等的N2和C2H4 C．体积相同、密度不相等的CO和C2H4 D．压强相同，体积相同的O2和H2 6、设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A．1.8g铵根离子所含的电子数为1.1NA B．1mol白磷分子中所含共价键数为4NA C．标准状况下22.4L乙醇所含的分子数必定为NA D．0.1molOH--含NA个电子

7、将标准状况下，将VL A气体（摩尔质量为Mg/mol）溶于0.1L水中，所得溶液密度为ρg/cm3，则此溶液的物质的量浓度（mol/L）为

Vρ1000VρMV) B．(MV?2240) C．22.4(V?0.1)ρ D．100VρM（MV+2240） A．(MV?2240　△　　8、M（NO3）2加热分解化学方程式为：2M（NO3）2

2MO+4NO2↑+O2↑，加热29.6g M（NO3）2

使其完全分解，在标准状况下收集11200mL的气体，那么M的摩尔质量是

A．64g/mol B．24g/mol C．65g/mol D．40g/mol

－

9、V mL Al2（SO4）3溶液中含有Al3+a g，取1/4V mL溶液稀释到4V mL，则稀释后溶液中SO42的物质的量浓度是

125a125a125a125aA．9Vmol/L B．18Vmol/L C．36Vmol/L D．54Vmol/L

10、（06上海）NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是

A 9g D2O中含有的电子数为5NA B 1molMgCl2中含有的离子数为2NA C 1molCH4分子中共价键总数为4NA

D 7.1g C12与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA

11、设阿佛加德罗常数的符号为NA，标准状况下某种O2和N2的混合气体m克含有b个分子，则n克该混合气体在相同状况下所占的（L）体积应是

A 22.4nb/mNA B 22.4mb/bNA C 22.4nNA/mb D nbNA/22.4m 12、（06江苏）8下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是 1

①C(s)＋O2(g)====CO2(g)；△H1 C(s)＋O2(g)====CO(g)；△H2

2②S(s)＋O2(g)====SO2(g)；△H3 S(g)＋O2(g)====SO2(g)；△H4 1

③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；△H5 2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)；△H6

④CaCO3(s)====CaO(s)＋CO2(g)；△H7 CaO(s)＋H2O(l)====Ca(OH)2(s)；△H8 A．① B．④ C．②③④ D．①②③

13、密度为0.910g/cm3氨水，质量分数为25.0%，该氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的质量分数为 A．等于13.5% B．大于12.5% C．小于12.5% D．无法确定

14、将标准状况下，将VL A气体（摩尔质量为Mg/mol）溶于0.1L水中，所得溶液密度为ρg/cm3，则此溶液的物质的量浓度（mol/L）为