人教版高中化学必修第一册第3章铁金属材料第2节第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用课件

第三章第二节第二课时物质的量在化学方程式计算中的应用知识点一物质的量在化学方程式

计算中的应用知识点二化学计算的常用方法目录索引

素养目标学习要点1.知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系,并根据关系进行相关计算。能多角度、动态地根据化学方程式分析化学变化,培养变化观念与平衡思想的学科素养。2.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行计算。建立计算模型,并会根据模型进行计算和论证,培养证据推理与模型认知的学科素养。一个中心:以物质的量为中心的计算五个步骤:化学方程式计算的一般步骤(写、标、列、解、答)三种方法:守恒法、差量法、方程组法知识点一物质的量在化学方程式

计算中的应用基础落实•必备知识全过关1.物质的量与其他物理量之间的关系

2.物质的量在化学方程式计算中的应用(1)化学反应中粒子的数量关系物质是由

、

、

等粒子构成的,物质之间的化学反应是这些粒子按一定的

进行的。

从微观角度认识化学反应原子

分子离子数目关系(2)化学方程式中的定量关系

结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的___________

之比,也等于各物质的

之比。

2×6.02×1023

2×6.02×1023

2×6.02×10231×6.02×10232221粒子个数

物质的量3.解法示例【例题】向足量的稀盐酸中投入13.0gZn,计算生成标准状况下H2的体积。Zn+2HCl

══ZnCl2+H2↑1mol 22.4L0.2mol

V(H2)

(列比例式)

V(H2)=

。

答:生成标准状况下H2的体积为

L。

4.48L4.48名师点拨物质的量应用于计算的注意事项(1)化学方程式必须配平。(2)代入化学方程式中的量必须是参加反应的纯净物的量。(3)在写出相关联的量时,要遵循“上下一致,左右对应”的原则。如:或

规律方法物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤:正误判断(1)化学反应前后物质的质量和物质的量均不变。(

)(2)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量之比。(

)(3)化学方程式2H2+O22H2O的意义为2

mol

H2和1

mol

O2在点燃的条件下完全反应生成2

mol

H2O。(

)×提示

化学反应前后物质的总质量一定不变,但反应后物质的总物质的量可能增大、减小或不变。×提示

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。

√重难突破•能力素养全提升探究角度1物质的量在化学方程式计算中的应用例1(2024·湖北武汉高一检测)向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl,二者恰好完全反应,计算:(1)参加反应的NaOH的物质的量浓度为

(反应前后溶液体积不变,下同)。

(2)生成H2(标准状况下)的体积为

。

(3)如果向500mL物质的量浓度为1mol·L-1的NaOH溶液中投入10.8gAl,生成H2(标准状况下)的体积为

。

0.8mol·L-113.44L

13.44L解析

设NaOH的物质的量为n(NaOH),生成氢气的体积为V(H2)。2Al+

2NaOH+6H2O══2Na[Al(OH)4]+3H2↑54

g

2

mol

67.2

L(标准状况)10.8

g

n(NaOH)

V(H2)由于500

mL

0.8

mol·L-1

NaOH溶液与10.8

g

Al恰好完全反应,如更换为500

mL

1

mol·L-1

NaOH溶液,NaOH溶液过量,生成H2(标准状况下)的体积仍为13.44

L。【变式设问】(1)改变考查物质:向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl,二者恰好完全反应,生成Na[Al(OH)4]的物质的量是多少?提示

0.4

mol。设生成Na[Al(OH)4]的物质的量为n。2Al+2NaOH+6H2O══2Na[Al(OH)4]+3H2↑54

g

2

mol10.8

g

n列出比例式,解得n=0.4

mol。(2)改变物质质量:如果向500mL物质的量浓度为1mol·L-1NaOH溶液中投入16.2gAl,生成H2(标准状况下)的体积为多少?提示

16.8

L。n(NaOH)=1

mol·L-1×0.5

L=0.5

mol,n(Al)=16.2

g÷27

g·mol-1=0.6

mol。Al过量,应根据n(NaOH)进行计算,可得氢气在标准状况下的体积。[对点训练1]0.56g氧化钙恰好与20mL盐酸反应,则此盐酸的物质的量浓度是(

)A.0.10mol·L-1 B.0.20mol·L-1C.0.50mol·L-1 D.1.00mol·L-1D解析

CaO

+

2HCl══CaCl2+H2O56

g

2

mol0.56

g

c(HCl)×20×10-3

L解得c(HCl)=1.00

mol·L-1。思维模型

物质的量在化学方程式计算中的应用解题步骤

[对点训练2](2024·江西萍乡高一检测)含MnO280%的MnO2样品21.75g,与足量浓盐酸加热充分反应(杂质不与浓盐酸反应),在标准状况下生成Cl2的体积为多少?(写出解题步骤)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O1mol 22.4L0.2mol V(Cl2)答:在标准状况下生成Cl2的体积为4.48L。探究角度2方程组法在化学方程式计算中的应用例2把1.1g铝和铁的混合物溶于200mL5mol·L-1盐酸中,反应后溶液中HCl的浓度变为4.6mol·L-1(溶液体积变化可忽略不计)。计算:(1)反应中消耗HCl的物质的量。(2)该混合物中铝、铁的物质的量。解

(1)消耗HCl的物质的量为0.2L×5mol·L-1-0.2L×4.6mol·L-1=0.08mol。(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al

+

6HCl══2AlCl3+3H2↑2mol 6molx 3xFe

+

2HCl══FeCl2+H2↑1mol 2moly 2y解得x=0.02mol,y=0.01mol。答:(1)消耗HCl的物质的量为0.08mol。(2)铝、铁的物质的量分别为0.02mol、0.01mol。[对点训练3]Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48L,下列推断不正确的是(

)A.参加反应的Mg、Al共0.2molB.参加反应的HCl为0.4molC.Mg、Al在反应中共失去0.4mol电子D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2molH2A解析

Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+══Mg2++H2↑、2Al+6H+══2Al3++3H2↑。n(H2)==0.2

mol,则参加反应的n(H+)=0.4

mol,B项正确;若换成足量稀硫酸,反应的离子方程式不变,同样产生0.2

mol

H2,D项正确;依据得失电子守恒,由2H+→H2可知,转移电子的物质的量为0.2

mol×2=0.4

mol,C项正确;根据极值法,0.2

mol

Mg提供0.4

mol电子,0.2

mol

Al则提供0.6

mol电子,0.2

mol

Mg、Al的混合物提供的电子的物质的量大于0.4

mol而小于0.6

mol,A项错误。思维模型

化学计算中最常用的方法——方程组法1.方法:根据质量守恒和比例关系,依据题设条件设立未知数,列方程或方程组求解。2.类型:反应方程组已知混合物中几种物质反应的总量,求解其组分含量组成方程组已知混合物的几个组成总量,求解其组分含量知识点二化学计算的常用方法重难突破•能力素养全提升探究角度1守恒法例1碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下CuCO3和Cu2(OH)2CO3两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4gCuCO3和Cu2(OH)2CO3的混合物,消耗1mol·L-1盐酸500mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是(

)A.35g B.30gC.20g D.15gC解析

碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜,消耗1

mol·L-1盐酸500

mL,HCl的物质的量为0.5

mol,则CuCl2的物质的量为0.25

mol。根据铜元素守恒可知,原混合物中含有铜元素原子的物质的量为0.25

mol,则灼烧等质量的题给混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25

mol,则得到氧化铜的质量为m(CuO)=0.25

mol×80

g·mol-1=20

g。图解要点

守恒法在本题的分析思路

思维模型

应用守恒法的思维模型

[对点训练1]A.2 B.3 C.4 D.5B解析

被0.2

mol

Cl2氧化的Fe2+的物质的量是0.4

mol,被0.1

mol

氧化的Fe2+的物质的量为0.6

mol,则1

mol

在反应中得到6

mol

e-,则反应后X元素为+3价的离子。思维模型

电子守恒的思维模型

[对点训练2]0.4思维模型

电荷守恒的含义电荷守恒——即溶液是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量=阴离子带的负电荷总量。如氯化钠和硫酸镁的混合溶液中2c(Mg2+)+c(Na+)=2c()+c(Cl-)。探究角度2差量法例2将一铁片放入500mL1mol·L-1的CuSO4溶液中,反应一段时间后,取出铁片,小心洗净后干燥称量,铁片增重0.8g,假设反应前后溶液体积不变,则反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是(

)A.0.9mol·L-1 B.0.85mol·L-1C.0.8mol·L-1 D.0.75mol·L-1C解析

设反应消耗的CuSO4的物质的量为x。CuSO4+Fe══FeSO4+Cu

Δm1

mol

56

g

64

8

gx

0.8

g解得x=0.1

mol,反应后剩余CuSO4的物质的量为0.4

mol,反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是

=0.8

mol·L-1,C正确。[对点训练3]将100gNa2CO3与NaHCO3的混合物加热分解至恒重后,测得残留固体的质量为93.8g,则原混合物中Na2CO3的质量分数为

。

83.2%解析

设混合物中NaHCO3的质量为x2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

Δm168

g

62

gx

6.2

g思维模型

差量法的应用

探究角度3关系式法例3把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,得到10g沉淀,那么参加反应的CO的质量是

g。

2.8解析

根据化学方程式确定关系:3CO+Fe2O32Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。利用关系式进行计算:CO

~

CaCO328

g

100

gm(CO)

10

g[对点训练4]对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,则固体NaHCO3的质量为

。

0.84g解析

1

mol

CO2与足量Na2O2反应,最终Na2O2增重的质量相当于1

mol

CO的质量,假设固体NaHCO3的质量为x,根据各步的化学方程式可列如下关系式:2NaHCO3~CO2~Na2O2~CO168

g

28

gx

0.14

g思维模型

应用关系式法的思维模型

学以致用•随堂检测全达标题组1物质的量在化学方程式计算中的应用1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O══2NaOH+H2↑。有关该反应的下列说法正确的是(

)A.反应中Na与NaOH的质量相等B.反应中H2O和H2的质量相等C.反应中H2O和H2的质量之比为2∶1D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1D解析

该反应中,Na与NaOH的物质的量之比为1∶1,质量之比为23∶40,所以A项错误,D项正确;H2O与H2的物质的量之比为2∶1,质量之比为18∶1,所以B项、C项均错误。2.SiC具有优良的耐磨性。工业制造SiC(其中硅的化合价是+4价)的化学方程式为SiO2+3CSiC+2CO↑。在这个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比是(

)A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶5A解析

SiO2既不是氧化剂也不是还原剂。该反应中每有3

mol

C反应时,有1

mol

C做氧化剂得到还原产物SiC,有2

mol

C做还原剂得到氧化产物CO。3.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是(

)A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3B题组2

化学计算的常用方法4.某研究小组对离子方程式xR2++yH++O2══mR3++nH2O进行研究,下列说法不正确的是(

)A.根据质量守恒,得出x和m的数值一定相等B.根据得失电子守恒,得出x=4的结论C.根据电荷守恒,得出x与y的和一定等于mD.根据氧化还原反应关系得出:O2是氧化剂,R3+是氧化产物C解析

根据R元素守恒,得出x和m一定相等,A项正确;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,根据得失电子守恒得出x=4,B项正确;根据电荷守恒,得出2x+y=3m,C项错误;R元素化合价由+2价升高为+3价,氧元素化合价由0价降低为-2价,O2是氧化剂,R3+是氧化产物,D项正确。5.将过量的锌片放入500mLCuSO4溶液中,待充分反应后取出锌片,洗净、称量,发现锌片质量比原来减少了0.5g,则CuSO4溶液的物质的量浓度为(

)A.0.5mol·L-1 B.1mol·L-1C.1.5mol·L-1 D.2mol·L-1B解析

Zn与CuSO4溶液反应时,置换出来的Cu附着在锌片上。根据反应的离子方程式分析:Zn+Cu2+══Zn2++Cu