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-2024-2025高一化学必修第一册（人教版）配套课件

第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用物质的量在化学方程式计算中的应用1.物质的量与质量、粒子数、气体体积、物质的量浓度的关系。(1)图示关系:(2)计算公式:④已知溶液中的物质的量浓度:

n(B)=c(B)·V[B(aq)]

。

2.化学方程式是表示物质间发生化学反应的式子,它必须遵循

质量

守恒定律。在化学方程式中,可反映出物质的质量关系、粒子数目关系、物质的量关系等。

设NA表示阿伏加德罗常数的值。在化学方程式中存在如下关系:

2Na

+2H2O══

2NaOH+H2↑质量之比

46g

∶

36g

∶80g

∶

2g化学计量数之比 2

∶

2

∶

2

∶

1

扩大NA倍

2NA

∶

2NA

∶

2NA

∶

NA

物质的量之比

2mol

∶

2

mol

∶

2

mol

∶

1

mol结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于

粒子数目

之比,等于

物质的量

之比,在同一条件下也等于

气体体积

之比。

微判断

(1)锌与盐酸完全反应生成1

mol

H2,参加反应的锌为65

g。(

)(2)标准状况下,2.24

L氯气为35.5

g。(

)(3)实验室中需要标准状况下11.2

L

CO2,现用含CaCO3

80%的石灰石与足量的稀盐酸反应(杂质不反应),需要该石灰石的质量是50

g。(

)(4)3

mol

H2O2与164

g

NaBO3含有的氧原子数相等。(

)√××√应用化学方程式计算的步骤、方法问题探究甲、乙两位同学就物质的量应用于化学方程式的计算,进行了以下讨论:甲:质量、气体的体积不必换算成物质的量就能直接用于化学方程式的计算。乙:应该把质量、气体的体积先换算成物质的量才能用于化学方程式的计算。(1)你同意哪位同学的说法?提示:甲。若题目所给物质的物理量不同,这时只要做到各个物理量“上下一致,左右相当”即可。(2)观察下面的化学方程式及各物质对应的物理量,思考并回答相关问题。2Na

+

2H2O══2NaOH

+

H2↑2×23g 2mol 2mol 22.4Lm(Na)

n(H2O)

n(NaOH)

V(H2)①以上计算过程正确吗?提示:正确。同一种物质用不同的物理量表示时,计算时“上下”列式的比例是相同的。②上述反应是在常温常压下进行的吗?说明你的判断理由。提示:不是。因为在计算中1

mol氢气的体积是22.4

L,说明一定不是在常温常压下进行的。归纳总结物质的量应用于化学方程式计算的依据是参加反应的各物质的物质的量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。物质的量又可将物质的质量、物质的量浓度、气体体积联系起来融入计算之中。1.根据化学方程式进行计算的基本步骤。

2.注意事项。(1)在计算过程中应注意表达格式的规范化:各物理量、物质的名称、公式等尽量用符号表示,且数据的运算要公式化并带单位。(2)单位运用对应化:一般来说,在一个题目中如果都用统一的物理量,不会出现错误,但如果题目所给的物理量不同,若换算成同一个物理量,有时显得烦琐,这时只要做到不同物理量“上下一致,左右对应”即可。3.计算中的“三个规范”。(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。(2)符号规范:①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。典例剖析【例1】

把铁和铝的混合物1.1g溶于200mL5mol·L-1盐酸中,反应后盐酸的浓度变为4.6mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求:(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。答案:(1)消耗HCl的物质的量为0.08mol。(2)铝的物质的量为0.02mol,铁的物质的量为0.01mol。解析:(1)消耗HCl的物质的量为0.2

L×5

mol·L-1-0.2

L×4.6

mol·L-1=0.08

mol。(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al

+

6HCl══2AlCl3+3H2↑,2

mol

6

mol

x

3xFe

+

2HCl══FeCl2+H2↑1

mol

2

moly

2y得x=0.02

mol,y=0.01

mol。理解感悟在根据化学方程式进行计算时,如果是氧化还原反应,则可以利用得失电子守恒关系进行计算。如在本题中,参加反应的盐酸(实际上是H+)的物质的量等于铁、铝在反应中失去电子的物质的量之和,据此列出恒等关系式求解,更为简单。【例2】

将4.6gNa和2.7gAl同时加入足量的水中充分反应,将反应后的溶液稀释至500mL。下列说法中正确的是(

)。A.反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24LB.参加反应的水的质量与加入Al的质量相等C.所得溶液中Na+和Al3+的物质的量之比为2∶1D.所得溶液中阳离子和阴离子的物质的量之比为1∶1答案:D解析:Na与Al两种金属加入足量水中,首先Na与H2O反应生成H2和NaOH,然后再发生Al与NaOH溶液的反应,根据反应的化学方程式可得:2Na

+

2H2O══2NaOH

+

H2↑46

g

36

g

2

mol

1

mol4.6

g

3.6

g

0.2

mol

0.1

mol金属铝与生成的NaOH溶液反应时,NaOH过量,故按照Al的量进行计算:2Al

+2NaOH

+6H2O══2Na[Al(OH)4]+3H2↑54

g

2

mol

108

g

2

mol

3

mol2.7

g

0.1

mol

5.4

g

0.1

mol

0.15

mol反应共生成了(0.1+0.15)

mol

H2,在标准状况下的体积为5.6

L,A错误;参加反应的水的质量为(3.6+5.4)

g=9

g,与加入铝的质量不相等,B错误;所得溶液中Al元素以[Al(OH)4]-的形式存在,溶液中不存在Al3+,C错误;所得溶液的溶质为0.1

mol

NaOH与0.1

mol

Na[Al(OH)4],阴、阳离子的物质的量之比为1∶1,D正确。方法规律判断反应物过量的方法。(1)假设法。假设一种反应物完全反应,而另一种反应物的量未知,把所求得的结果与实际量相比较,若小于实际值,则说明假设成立,反之则说明假设不成立,即该反应物过量。(2)比较法。比较反应物物质的量之比与化学方程式中化学计量数的比学以致用1.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中Fe3+和Fe2+的物质的量浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是(

)。A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶1答案:A解析:设参加反应的Fe3+物质的量为x,未参加反应的Fe3+的物质的量为y,由反应的化学方程式:2FeCl3+Fe══3FeCl2可2.向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl,两者恰好完全反应,计算:(1)Al的物质的量;(2)参加反应的NaOH的物质的量和NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度;(3)生成的H2在标准状况下的体积。(3)2Al+2NaOH+6H2O══2Na[Al(OH)4]+3H2↑2mol

3×22.4L0.4mol

V(H2)答:(1)Al的物质的量为0.4mol。(2)参加反应的NaOH的物质的量为0.4mol,NaOH的物质的量浓度为0.8mol·L-1。(3)生成的H2在标准状况下的体积为13.44L。1.标准状况下,3.25g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气,下列比例式正确的是(

)。A.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑1mol 1mol3.25g

x

LB.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑65g 1L3.25g

xLC.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑1mol 22.4L0.05mol

x

LD.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑65g 1mol3.25g

x

L答案:C2.在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L,该NaOH溶液的浓度为(

)。A.1.0mol·L-1

B.2.0mol·L-1C.1.5mol·L-1

D.3.0mol·L-1答案:B3.某金属R的氯化物溶液20mL,浓度为0.05mol·L-1。它恰好能与20mL0.15mol·L-1AgNO3溶液完全反应,则该氯化物的化学式为(

)。A.RCl B.RCl2

C.RCl3 D.RCl5答案:C4.把足量的铁粉投入H2SO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后,剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等,则原溶液中H+与

的物质的量浓度之比为(

)。A.1∶4 B.2∶7 C.1∶2 D.3