新型合金 物质的量在方程式中的应用 2024-2025学年高一化学同步课堂（人教版2019必修第一册）

第二节

金属材料课时2新型合金物质的量在方程式中的应用人教版2019必修第一册

第三章

铁

金属材料素养目标宏观辨识与微观探析：

以储氢合金、钛合金等新型合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。证据推理与模型认知：

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简单计算。科学探究与创新意识：

了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。教学目标本节重点物质的量在方程式计算中的应用。本节难点物质的量在方程式计算中的应用。1了解常见的几种新型合金与应用。2.通过复习物质的量相关概念、公式，学习物质的量在方程式计算中的应用。新课导入你知道吗？

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近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金。新型合金壹物质的量在化学方程式中计算的应用贰知识导航化学计算中的常用方法叁课堂思考你知道吗？

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01新型合金一、新型合金课堂探究了解认识

探究学习1.钛合金钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。钛的外形很像钢铁，但远比钢铁坚硬，而重量只有同样大小的钢铁的一半。安然无恙的“躺”在各种强酸、强碱中；连比较凶猛的酸—王水，也不能腐蚀它。课堂思考请你想想！

氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用的难题是什么？氯化铁溶液关键解决安全储存和运输问题氢能利用存在两大难题是：制取和储存新型储氢合金材料的研究和开发为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。课堂探究了解认识一、新型合金对比学习2.储氢合金储氢合金课堂探究一、新型合金

了解认识2.储氢合金储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。对比学习如Ti-Fe合金、La-Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。要求：储氢量大,金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。课堂探究一、新型合金了解认识对比学习3.耐热合金合金在高温下还具有高强度和良好的抗氧化性，因而还可用于热处理工业，制造各种结构件。课堂思考你知道吗？

有些金属是有“记忆的”我们看段有趣的视频课堂探究一、新型合金了解认识4.形状记忆合金，记忆合金是—种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫作“记忆合金”。课堂探究一、新型合金对比学习了解认识4.形状记忆合金人造卫星的天线发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有"记忆"功能而自然展开，恢复抛物面形状。课堂探究一、新型合金了解认识对比学习5.用途广泛的稀土金属~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在金属元素中，有一类性质相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他们是元素周期表中原子序数从57~71（从镧至镥，称为镧系元素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素。稀土元素在科技、生产中有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。

稀土金属既可单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。例如，在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等。因此，稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料工业（电子材料、荧光材料、发光材料、永磁材料、超导材料、染色材料、纳米材料、引火合金和催化剂等）、医药及农业等领域。我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我国化学家徐光宪院士与其研究团队在稀土元素的分离及应用中做出了重要贡献。随着稀土资源的不断开采，如何合理利用和保护我国的稀土资源，实现可持续发展战略，已经引起政府和社会各界的关注。科学·技术·社会课堂探究一、新型合金了解认识对比学习5.用途广泛的稀土金属稀土元素镝Dy常用于制造硬盘驱动器典例精讲【例1】储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H2

2H。下列说法错误的是(

)A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化B．温度和压强都会影响储氢合金的吸氢和放氢C．铁系储氢合金可以做成纳米合金D．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别A课堂思考请你回忆！物质的量与其它物理量之间的联系质量m(g)微粒数N个÷M物质的量n(mol)×M×NA÷NA气体体积V×22.4L·mol-16.02×1023摩尔质量溶液体积×物质的量浓度(c)÷物质的量浓度÷22.4L·mol-1

标准状况下结论：物质的量是联系各物理量的纽带，可以简便的进行各量之间的转换。02物质的量在化学方程式中计算的应用课堂思考你知回忆！

化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系2CO＋O2

2CO2化学计量数

2____扩大NA倍

2NA_______物质的量

2mol__________质量

56g_________标况下气体体积

44.8L____________12NA2NA1mol2mol32g88g22.4L44.8L结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其物质的量之比，也等于同温同压下气体的体积之比课堂探究二、物质的量在化学方程式中计算的应用难点分析1.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤①设未知量，统一规定符号，如物质的量(n)②写出反应的化学方程式或离子方程式，注意配平③找出已知量与未知量的关系，并写在对应物质的正下方④列比例式，求解⑤检查无误后，写出简明答案课堂探究二、物质的量在化学方程式中计算的应用难点分析2.举例说明n(H2)＝0.5mol

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

1mol

1mol

0.50mol

n(H2)mol

【例题2】250mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算:(2)生成的H2的体积(标准状况)。课堂探究二、物质的量在化学方程式中计算的应用重点理解1mol

0.50mol

(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑22.4L1、可以用质量，气体体积，物质的量等表示，左右相当。2、上下单位（物理量）一致V(H2)

L答：生成的H2的体积11.2L【解法二】典例精讲【例3】完全中和0.1molNaOH需H2SO4的质量是多少？meiyangyang8602解法一:

2NaOH＋H2SO4

＝Na2SO4+2H2O210.1moln(H2SO4)moln(H2SO4)=答:所需H2SO4的质量是4.9g写方程式1mol化学计量数比2mol物质的量比列比例式解题步骤写方程式落系数成比例算结果根据化学方程式先求物质的量，然后再换算称质量典例精讲解法二:2NaOH＋H2SO4

＝Na2SO4+2H2O0.1molm(H2SO4)g答:所需H2SO4的质量是4.9g98g2mol注意:只要上下单位一致,左右关系对应,则可列比例式计算随堂演练1.0.4mol钠与足量的水反应，求:(1)生成H2的质量(2)生成NaOH的质量2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2mol0.4mol

得n(NaOH)=0.4mol得n(H2)=0.2mol

2moln(NaOH)1moln(H2)答:(1)生成H2的质量为0.4g(2)生成NaOH的质量为16g质量为0.4g质量为16g解题步骤写方程式落系数成比例算结果随堂演练2.将2.70gAl投入足量的NaOH溶液,求:(1)参加反应的NaOH的物质的量(2)生成H2的体积(标准状况下)2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)]4

+3H2↑2×27g2.7g

2moln(NaOH)3×22.4L

V(H2)得n(NaOH)=0.1mol得V(H2)=3.36L答:(1)参加反应的NaOH的物质的量为0.1mol(2)生成H2的体积(标准状况下)为3.36L03化学计算中的常用方法课堂探究三、化学计算中的常用方法难点掌握1.关系式法——解答连续反应类型计算题的捷径当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。①根据化学方程式确定关系式②根据原子守恒确定关系式③利用关系式进行计算典例精讲【例4】把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10g沉淀，那么参加反应的CO的质量是

g。2.8解析(1)根据化学方程式确定关系：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3(2)利用关系式进行计算CO～CaCO328100m(CO)10gm(CO)＝2.8g随堂演练3.已知

Fe＋SFeS，

FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，2H2S＋3O22SO2＋2H2O，一定量的铁粉和9g硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9g水，则加入的铁粉质量为(

)A．14g B．42gC．56g D．28gFe～H2S～H2OFe＋SFeS，

FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，2H2S＋3O22SO2＋2H2O，解析：根据化学方程式可推出关系式D课堂探究2.差量法——质量差值法、体积差值法难点掌握三、化学计算中的常用方法根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。【例5】把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4g，参加反应的Fe的质量为_。28g解析Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

Δm

56g

64g

64g－56g＝8g

m(Fe)

4g随堂演练4.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是(

)A

课堂探究三、化学计算中的常用方法3.守恒法——质量守恒、电荷守恒、电子守恒难点掌握【例6】

4.6g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是

g。10.6解析钠在空气中最终转化为Na2CO3的过程中钠的原子个数不变，可得关系式：2Na～Na2CO32×231064.6gm(Na2CO3)典例精讲【例7】用1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好将2×10－2mol的XO4-还原，已知氧化产物为SO42-，则元素X在还原产物中的化合价为___。解析氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，则有：1mol·L－1×0.03L×(6－4)＝2×10－2mol×(7－x)，解得x＝＋4。＋4课堂探究重点掌握三、化学计算中的常用方法4.方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量【例8】把1.1g铁、铝混合物溶于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。消耗HCl的物质的量：0.2L×5mol·L－1－0.2L×4.6mol·L－1＝0.08mol。课堂探究重点掌握三、化学计算中的常用方法4.方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2

6x

3xFe＋2HCl===FeCl2＋H2↑1

2y

2y解得：x＝0.02mol，y