物质的量在化学方程式计算中的应用

1、物质的量在化学方程式计算中的应用教学目标1使学生掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式2使学生加深对物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念的理解，及对化学反应规律的认识3培养学生综合运用知识的能力和综合计算的能力教学重点物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算教学难点物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算教学方法启发、引导、讲解、练习课时安排二课时教学用具投影仪教学过程第一课时引入新课有关化学方程式的计算，我们在初中就已经很熟悉了，知道化学反应中各反应物和生成物的质量之间符合一定的关系通过前一章的学习，我们又知道构成物

2、质的粒子数与物质的质量之间可用物质的量做桥梁联系起来既然化学反应中各物质的质量之间符合一定的关系，那么，化学反应中构成各物质的粒子数之间、物质的量之间是否也遵循一定的关系呢?能不能把物质的量也应用于化学方程式的计算呢?这就是本节课我们所要学习的内容板书第三节物质的量在化学方程式计算中的应用(一)一、原理讲解我们知道，物质是由原子、分子或离子等粒子组成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的数目关系这些粒子之间的数目关系，又叫做化学计量数的关系讲解并板书2H2O22H2O化学计量数之比：21 2扩大NA倍： 2NA NA2NA物

3、质的量之比： 2mol 1mol 2mol师由以上分析可知，化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比板书化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的化学粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比师有了上述结论，我们即可根据化学方程式对有关物质的物质的量进行定量计算教师进行物质的量应用于化学方程式的计算时，须按以下步骤进行：板书1写出有关反应方程式2找出相关物质的计量数之比3对应计量数，找出相关物质的物质的量4根据(一)的原理进行计算师下面，我们就按上述步骤来计算下题投影例1：完全中和010 mol NaOH需H2SO4的物质的量是多少？

4、讲解并板书2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O2101 mol n(H2SO4)n(H2SO4)005mol答：完全中和010mol NaOH需H2SO4005mol问请大家口答，上述反应中生成水的物质的量是多少？生01 mol过渡实际上，我们在运用有关化学方程式的计算解决问题时，除了涉及有关物质的物质的量外，还经常涉及到物质的质量、浓度、体积等物理量这就需要进行必要的换算而换算的核心就是物质的量请大家回忆前面学过的知识，填出下列各物理量之间的转换关系板书三、物质的量与其他物理量之间的关系 请一位同学上黑板来填写学生板书师请大家根据上述关系，口答下列化学方程式的含义投影H2Cl2=2HC

5、l化学计量数比粒子数之比物质的量比物质的质量比气体体积比学生口答，教师把各物理量的比值写于投影胶片上它们依次是：112；112；112；27173；112师根据化学方程式所反映出的这些关系，可以进行多种计算但要根据题意，明确已知条件是什么，求解什么，从而合理选择比例量的单位列比例式时应注意，不同物质使用的单位可以不同，但要相应，同一物质使用的单位必须一致过渡下面，我们就在掌握上述各物理量之间关系的基础上，来系统、全面地学习物质的量应用于化学方程式的计算板书四、物质的量在化学方程式计算中的应用练习在上述例题中，计算所需H2SO4的质量是多少?学生活动，教师巡视师以下是该题的一种解法，供大家参考投

6、影2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O2 mol 98 g01 mol m(H2SO4)m(H2SO4)=49 g答：所需H2SO4的质量为49 g师下面，请大家根据自己的理解，用自认为简单的方法计算下题，要求用规范的格式、步骤进行解答投影例2：将30 gMnO2的质量分数为766%的软锰矿石与足量12 molL1浓盐酸完全反应(杂质不参加反应)计算：(1)参加反应的浓盐酸的体积(2)生成的Cl2的体积(标准状况)学生计算，教师巡视，并选出有代表性的解题方法，让学生写于投影胶片上，以备展示师请大家分析比较以下几种解法投影展示解法一：解：(1)MnO2的摩尔质量为87 gmol1n(MnO

7、2)026mol4HCl(浓) MnO2MnCl22H2OCl24 112 molL1VHCl(aq) 026 molVHCl(aq)0087L(2)4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl211026 mol n(Cl2)n(Cl2)026molV(Cl2)n(Cl2)V026mol224Lmol158L答：参加反应的浓HCl的体积为0087 L,生成Cl2的体积在标况下为58 L解法二：解：(1)MnO2的摩尔质量为87 gmol1n(MnO2)026mol4HCl(浓) MnO2MnCl2Cl2H2O4 1n(HCl)026 moln(HCl)104LVHCl()0087L(2)4H

8、Cl(浓)MnO2MnCl22H2OCl21 mol224L026 mol V(Cl2)V(Cl2)58L 答：参加反应的浓HCl的体积为0087 L,生成Cl2的体积在标况下为58 L解法三：解：4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl24 mol 87 g224 L12 molL1VHCl(aq)30 g766%V(Cl2)VHCl(aq)=0087 LV(Cl2)=58 L答：参加反应的浓HCl的体积为0087 L，生成Cl2的体积在标况下为58 L问大家认为以上哪种解法更简单呢？生第三种解法更简捷！师当然，本题的解答过程上还不止以上三种，其中解法一与课本上的相同，这说明：解答同一个

9、问题可以通过不同的途径希望大家在以后的学习中能多动脑筋，多想些方法，以促使自己的思维能力能更上一层楼！下面，请大家用本节课学到的知识来计算课本P31五、与P42二、4并与以前的计算方法相比较附P31五、P42二、4，也可用投影仪展示P31五、46 g Na与足量的H2O反应，计算生成的气体在标准状况下的体积(标准状况下H2的密度为00899 gL1)答案：224 LP42二、4106 g Na2CO3和84 g NaHCO3分别与过量的HCl溶液反应，其中ANa2CO3放出的CO2多 BNaHCO3放出的CO2多CNa2CO3消耗的盐酸多DNaHCO3消耗的盐酸多答案：C学生活动，教师巡视问通

10、过做以上两题，大家有什么体会？生用物质的量计算比用其他物理量简单！师对！这也是我们学习本节课的目的之一，即把物质的量应用于化学方程式的计算，可使计算简单化也是我们中学化学计算中最常用的一种方法本节小结本节课我们运用化学计算中的一个基本规律：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比对几个问题进行了分析，在学习中除了要用好上述规律外还要注意解题的规范性作业习题：一、3、4二、3、4三、2板书设计物质的量在化学方程式计算中的应用(一)一、原理2H2O22H2O化学计量数之比：21 2扩大NA倍： 2NA NA2NA物质的量之比： 2mol 1mol 2mol化学方程式中各物质的化学

11、计量数之比，等于组成各物质的化学粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比二、步骤1写出有关化学反应方程式2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O2找出相关物质的计量数之比 2 13对应计量数，找出相关物质的物质的量01 moln(H2SO4)4根据(一)原理进行计算n(H2SO4)=005 mol三、物质的量与其他物理量之间的关系四、物质的量在化学方程式计算中的应用教学说明通过初中的学习，学生已知道了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系，并学习了运用化学方程式进行有关质量的计算本节课主要揭示了化学反应中反应物、生成物之间的粒子数关系，并运用化学方程式中化学计量数之比等于各物质的物质的量之比这

12、一规律，教学中把物质的量，以及物质的量浓度等应用于化学方程式中进行计算，从而使同学们充分意识到运用物质的量进行计算的简捷性和广泛性参考练习1完全燃烧4 mol CH4，生成的H2O的物质的量是多少？解析：写出化学方程式，列出有关物质的化学计量数和物质的量根据CH4与H2O物质的量之比等于化学计量数之比，列出方程式将CH4的物质的量代入方程式，求H2O的物质的量n(H2O)=8 mol答案：完全燃烧4 mol CH4 生成8 mol H2O2500 mL KI 溶液中通入足量的Cl2，反应后蒸发溶液，灼烧固体，最后剩余固体745 g试计算：(1)原溶液中KI的物质的量浓度； (2)在标准状况下通

13、入Cl2的体积解析：(1)由反应2KICl2=2KClI2可知，n(KI)=n(KCl)=0100 mol故KI溶液的物质的量浓度c(KI)=02 mol/L(2)同样由方程式可知n(Cl2)=n(KCl)=0050 mol其在标准状况下的体积为V(Cl2)=n(Cl2)Vm=0050 mol224 L/mol=112 L答案：(1)02 mol/L(2)112 L3NaCl和NaBr的混合物1615 g，溶于水后，通入足量的氯气充分反应，把溶液蒸干、灼烧，得固体1170 g求原混合物中NaCl的质量解析：由Cl2和NaBr反应的化学方程式：2NaBrCl2=2NaClBr2m210325X5

14、89可知经过反应后，固体质量减轻，故本题可采用差量法计算据题意设原混合物中NaBr的质量为m则可得：解得m=103 g所以原混合物中的NaCl的质量为m(NaCl)=1615 g103 g=585 g答案：585 g第二课时引入课题本节课我们来继续学习物质的量应用于化学方程式的计算板书第三节物质的量在化学方程式计算中的应用(二)师请大家根据上节课所学内容，做以下练习：投影 400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与58 L Cl2(标准状况)完全反应，计算：(1)生成NaClO的物质的量(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度学生活动，教师把例题在黑板上写出，然后巡视指导板书例1：用87 g MnO2

15、与100 g 365%的浓盐酸反应，消耗盐酸的物质的量是多少？产生Cl2在标况下的体积是多少？未参加反应的HCl的质量是多少？师以下是练习题的解法及步骤，供同学们参考投影展示答：(1)生成的NaClO的物质的量是026 mol(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度是13 molL1过渡刚才的练习题的已知条件是两种反应物恰好完全反应，故计算时可直接利用所给反应物的量进行计算，若两种反应物的量都已给出，但却不知它们是否恰好完全反应，这时，计算时应以哪一种反应物为标准呢？这就要涉及到过量计算现在，请大家看黑板上的例1学生看题讲解在化学反应中，反应物之间是按化学反应方程式所确定的质量比或物质的量比进行反

16、应的如果某一反应中两种反应物的量都已给出，此时存在两种可能，一种是两种反应物恰好完全反应；二是两种反应物不是恰好完全反应，而是一种反应物过量这时就应首先确定哪种反应物的量是过量的，然后根据不足量的物质，即完全反应的物质的量进行有关计算下面，我们就按以上思路来解答该题讲解并板书解：MnO2的摩尔质量是X7 gmol1，HCl的摩尔质量是365 gmol1答：消耗HCl 04 mol，产生Cl2 224 L，未参加反应的HCl为219 g师现在，请大家做以下练习投影练习将065 g锌加到50 mL 1 molL1盐酸中，计算：(1)标准状况下，生成H2的体积(2)若反应完成后，溶液体积仍为50 m

17、L，这时溶液中的Zn2和H的物质的量浓度是多少?分析溶液中的Zn2来自反应生成物ZnCl2，H应是反应后剩余的HCl电离出的因此，求(n2)与(H)应先求出(nCl2)及反应后的(HCl)学生练习，教师指导师以上练习题的思路及参考步骤如下：投影展示(n2)(nCl2)02 molL1答：(1)标准状况下，生成H2 0224L(2)反应后溶液中n2与H的物质的量浓度分别为02 molL1和06 molL1师请大家再看以下例题：投影例2：根据反应：KClO36HCl=KCl3Cl23H2O，在标准状况下，若有2822 L Cl2生成，则被氧化的HCl是A021 molB025 molC767 gD

18、913 g学生思考分析本题根据化学方程式，考查氧化还原反应的有关知识在氧化还原反应中，反应前后，同种元素的化合价改变不能交错，故KClO3中的Cl在反应时由5价转化为0价，生成Cl2,6 mol HCl中有5 mol被氧化共失5 mol电子转化为0价，生成Cl2，还有1 mol HCl转化为KCl，这样生成3 mol Cl2，只有5 mol HCl被氧化，故被氧化的HCl与生成Cl2的关系为：草板书5HCl3Cl25 mol3224 Ln(HCl) 2822 Ln(HCl)=021 molm(HCl)=n(HCl)m(HCl)=021 mol365 gmol1=767 g故答案为AC师下面，请

19、大家做以下练习投影在反应CaH22H2O=Ca(OH)22H2中，下列叙述正确的是AH2只是氧化产物BH2O是氧化剂CCaH2是氢元素既被氧化又被还原D此反应中氧化产物和还原产物物质的量之比为11学生活动解析本题考查氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物以及它们的量的关系等知识从化学反应方程式中可看出，CaH2中的H为1价，在反应中1价的H被氧化成H2，H2O中H为1价，在反应中被还原成H2，因此H2O为氧化剂，氧化产物和还原产物均为H2，它们的物质的量之比为11答案：BD本节小结综合以上计算可知，物质的量应用于化学方程式的计算时，须注意以下几点：首先化学方程式中各物质的化学计量数之

20、比等于各物质的物质的量之比，这是进行各项计算的最根本依据；其次，计算时要注意物质的量与其他各物理量(如质量、气体体积、浓度等)之间的关系；另外，存在过量问题时，要根据不过量的物理量来进行计算作业习题二、2、5、7三、3板书设计物质的量在化学方程式计算中的应用(二)例1用87 g MnO2与100 g 365%的浓盐酸反应，消耗盐酸的物质的量是多少？产生Cl2在标况下的体积是多少？未参加反应的HCl的质量是多少？解题思路及分析(略)例2根据反应：KClO36HCl=KCl3Cl23H2O，在标准状况下，若有2822 L Cl2 生成，则被氧化的HCl是A021 molB025 molC767 g

21、D913 g解题思路及分析(略)教学说明本节内容实际上是前面所学知识和技能的综合运用，涉及中学化学反应中许多有关的物理量之间的换算，综合性很强，有一定的难度因此，教师在讲解例题时，应注意层层递进，环环相扣，从而使学生能把有关的物质的量计算和根据化学方程式的计算有机地结合起来，进一步达到新旧知识的融会贯通在此后的授课中，还要注意对此部分内容进行不断的巩固和练习参考练习1实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气时，收集到71 g 氯气，求：(1)发生反应的二氧化锰的物质的量是多少？(2)被氧化的氯化氢的物质的量是多少？(3)有多少个电子发生转移？解析：(1)设需MnO2的物质的量为xMnO24HCl(

22、浓) MnCl2Cl22H2O1 mol71 gx71 g x=01 mol(2)设被氧化的HCl的物质的量为y 被氧化的HCl的物质的量等于被氧化的Cl的物质的量则有：MnO22Cl4HMn2Cl22H2O2 mol71 gy71 gy=02 mol(3)设电子转移数目为z个每生成1 mol Cl2，电子转移的数目为26021023个Cl2e71 g26021023个71 gz z=12041023个答案：(1)反应的MnO2为01 mol;(2)被氧化的HCl为02 mol；(3)电子转移数为12041023个2已知H2S通常为气体，微溶于酸(H)溶液，很难电离出H；FeS易与稀盐酸反应，

23、反应的化学方程式为：FeS2HCl=FeCl2H2S将88 g FeS 固体置于200 mL 20 mol/L 的盐酸中，制备H2S气体反应完全后，溶液中还剩余部分HCl，H2S的浓度为010 mol/L，假定溶液体积不变，试计算：(1)收集到的H2S气体的体积(标准状况)；(2)溶液中Fe2和H的物质的量浓度解析：(1)设生成的H2S的物质的量为xFeS2HCl=FeCl2H2S88 g1 mol88 gxx=010 mol溶液中溶解的H2S的物质的量为：010 mol/L020 L=0020 mol收集到H2S在标准状况下的体积：(010 mol0020 mol)224 L/mol=18

24、L(2)由于FeS完全反应，故溶液Fe2的物质的量就是FeS的物质的量c(Fe2)=020 L=050 mol/L由于反应后盐酸过量，故溶解的H2S所电离出的H可以忽略，溶液中的H就是原来的H与消耗掉的H之差生成010 mol H2S 消耗H 020 mol，原盐酸中含有H的物质的量为020 L20 mol/L=040 molc(H)= =10 mol/L答案：(1)收集到的H2S在标准状况下的体积为18 L；(2)溶液中Fe2的物质的量浓度是050 mol/L，H的物质的量浓度是10 mol/L备课资料一、关于化学方程式的计算应注意的几个问题化学方程式是建立在客观事实与质量守恒定律基础上的从

25、“质”和“量”两方面来描述化学反应的表达式一个正确的化学方程式能表明的量的关系主要有：各物质的物质的量之比(或各物质的原子、分子、离子等粒子的个数比)以及同条件下各气态物质的体积之比在具体计算时，应依据化学方程式选择适当的量列比例式进行计算，同时注意以下几个问题：1准确把握反应内涵，正确书写化学方程式2化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系，因此不纯物质必须换算成纯物质的量再进行计算3化学方程式所表示的是实际发生反应的物质间量的关系例如，反应2H2O22H2O表示发生反应的H2与O2的量的关系是21，而不涉及反应发生时体系中H2和O2的实际含量或量的关系，既使反应体系起始时H2与O2的量的关

26、系为41，反应也是按方程式规定的21进行，并且反应之后会剩余下过量的H24在所列比例式中，同一物质上下单位要相同，不同物质左右单位要对应5对于过量的计算，一般有如下两种情况：一是已知两种反应物的量求生成物的量此时，应首先判断哪种反应物过量，然后依据不足量进行求解二是已知某一生成物的量和反应物总量，求各反应物的量解题的方法要点是：根据生成物的量求出参加反应的各反应物的量，再与所给总量比较，得出各反应物的量一般有两个答案6关于混合物的计算此类题较复杂，解法各异，但一般的解法要点是：明确反应原理，写出正确的化学方程式，依据某个量守恒(原子个数守恒、电荷守恒、质量守恒等)利用物质的量的关系列等式或利用

27、质量关系列等式求解，或同时利用以上关系列方程组求解二、判断过量计算的几种方法过量计算几乎贯穿整个高中化学学习的始终此处介绍四种判断过量的方法，以使学生在学习中能灵活的运用例：25 g纯度为80%的石灰石与100 g质量分数为15%的稀盐酸充分反应，试确定反应生成二氧化碳的质量方法一：比值法CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2100 g73 g25 g80100 g15%因为，所以盐酸过量计算CO2的质量应用CaCO3的量来计算比值法判断过量的方法是：关系量(式量总和)比已知量，比值小者过量例中CaCO3的关系量为100，已知量为2580%，HCl的关系量为73，已知量为10015%(反过

28、来，也可以说，已知量比关系量，比值大者过量)方法二：十字相乘法CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2100 g73 g25 g80 100 g15%因为100 g100 g15%73 g25 g80%，所以HCl过量十字相乘法判断过量的方法是：关系量与已知量交叉相乘，积大者其中所含已知量对应物质过量方法三：计算反应物法假设CaCO3全部反应完，需消耗HCl的质量为x，则CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2100 g73 g25 g80 xx=146 g因为146 g100 g15，所以HCl过量计算反应物法判断过量的方法是：假设其中一种物质完全反应完(设为A物质)，以它为标准计算所需

29、另一种物质(设为B物质)的量，若计算所得值比实际值大，则A物质过量；若计算所得值比实际值小，则B物质过量方法四：计算生成物法假设CaCO3、HCl都反应完，设反应生成CO2的质量分别为x和y，则有100 g44 g=(25 g80%)xx=88 g同理：73 g44 g=(100 g15)yy=90 g因为90 g88 g，所以HCl过量，反应生成CO2为88 g用计算生成物法判断过量的方法是：分别以反应物中各已知量为标准，计算生成同一物质的量，计算所得值大者，则对应反应物过量生成物的实际值应取计算所得的较小值以上四法各有千秋，相对来说，方法一、方法三用得较多些但究竟用哪种方法判断过量为最好，

30、则应视具体情况而论若只要求判断谁过量，以方法一、方法二为最佳；若需要计算过量物的剩余量，以方法三为佳；若只需计算生成物的量，以方法四为佳必须指出的是：以上判断过量方法只适用于两种物质间反应的计算判断过量时，若比值相等或乘积相等或计算所得反应物或生成物相等，则说明两反应物恰好完全反应同一物质必须单位一致，不同物质间单位可以不一致，但关系量之间一定要注意对应关系综合能力训练1某溶液中Cl、Br、I的离子个数比为123，欲使其比变为321，需通入氯气的分子个数是原溶液中I个数的A1/2 B1/3C2/3D以上计算均不对解析：向Br、I共存的溶液中通入Cl2后，首先发生的反应及有关粒子数之比为:Cl2

31、 2I=2ClI2122若把Cl、Br、I的离子个数比为123看作离子数为1、2、3，从下表中能清楚地看到本题的答案 答案：B2把50 mL 01 mol/L CaCl2溶液和50 mL 01 mol/L AgNO3 溶液混合，设混合后溶液的总体积不变，反应后溶液中Cl的物质的量浓度为_mol/L；Ca2的物质的量浓度为_mol/L解析：两溶液混合后的化学反应为：ClAg=AgCl在已知条件中n(Cl)是n(Ag)的两倍，反应后还剩余一半的Cl答案：c(Cl)为005 mol/L，c(Ca2)为005 mol/L3今有Na2CO3和NaCl的混合物100 g，加热到质量不再减少为止，剩余残渣为

32、845 g，将残渣溶于水，滴入足量AgNO3溶液得到白色沉淀，加足量稀硝酸后大部分沉淀消失，剩余沉淀为1226 g，试计算混合物中Na2CO3、NaHCO3和NaCl的质量分数各是多少？解析：设混合物中含NaHCO3的质量为x，NaCl的质量为y加热后失去H2OCO2的质量为：100 g845 g=155 g混合物中Na2CO3质量=100 g42 g5 g=53 g答案：混合物中NaHCO3质量分数为42%，Na2CO3质量分数为53%，NaCl质量分数为5%4取一定量的纯MnO2和纯KClO3混合加热，充分反应后将剩余固体与足量的浓盐酸混合加热，反应完毕后，将溶液蒸干，得到固体质量与原混合物质量相等，求MnO2在原混合物中的质量分数解析：取KClO3与MnO2质量和为100 g，设其中MnO2的质量为x答案：MnO2的质量分数为467%5已知黑火药反应的方程式为：2KNO3S3C=K2SN23CO