（新教材适用）2023-2024学年高中化学第3章铁金属材料第2节金属材料第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用学案新人教版

第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用学习目标1．复习回顾有关物质的量n与微粒数N、物质的质量m、气体体积V、溶液浓度c间的计算公式，巩固以物质的量为中心的各物理量之间的换算方法。2．掌握物质的量在化学方程式计算中的一般方法和步骤。能逐步熟练在计算中应用物质的量，掌握计算的技巧和方法。核心素养1．通过对“物质的量相关公式”的回顾，提升定量探究的学习能力及证据推理意识。2．通过对“物质的量在化学方程式中的计算”的学习，提升逻辑思维能力和计算能力。一、物质的量在化学方程式计算中的应用1．物质的量与各物理量之间的关系(1)图示关系(2)计算公式①已知物质的质量：n(B)＝eq\f(m(B),M(B))；②已知标准状况时的气体体积：n(B)＝eq\f(V[B(g)],Vm)；③已知物质的粒子数：n(B)＝eq\f(N(B),NA)；④已知溶液中的物质的量浓度：n(B)＝_c(B)·V[B(aq)]__。2．化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系

2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑计量数之比：2221扩大NA倍：2NA2NA2NANA物质的量之比：2mol2mol2mol1mol质量之比：46g36g80g2g结论：化学方程式中化学计量数之比等于_粒子个数__之比，也等于_物质的量__之比，对于有气体参与的反应还等于_体积__之比。3．物质的量用于化学方程式计算中的基本步骤4．有关物质的量的计算中的“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。5．物质的量应用于化学方程式计算时的注意事项(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的量之比，而非质量之比。(2)计算时，各种物质不一定都用物质的量表示，也可以用质量表示，气态物质还可以用体积(标准状况)表示，但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系；只要做到计量单位“上下一致，左右相当”即可。应用体验1.对于反应：2A(g)＋2B(g)=3C(g)＋D(g)，化学计量数之比与下列各项不等的是(C)A．分子数之比 B．物质的量之比C．质量之比 D．体积之比(同温同压)解析：方程式中化学计量数之比等于物质的量之比，等于分子数之比，等于相同状态下气体体积比，只有C符合题意。2．(2022·枣庄高一检测)等物质的量的常见金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB＝2VC，且VA＝VB＋VC，则在金属C的生成物中，该金属的化合价为(A)A．＋1价 B．＋2价C．＋3价 D．＋4价解析：VB＝2VC，VA＝VB＋VC＝3VC，根据得失电子守恒，A失去的电子数为C的3倍，金属最外层电子数一般小于4，故A的化合价为C的3倍，C的化合价只能为＋1价。3．向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，试计算：(1)Al的物质的量；(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度；(3)在标准状况下生成H2的体积。答案：(1)0.4mol(2)0.4mol0.8mol·L－1(3)13.44L解析：(1)Al的摩尔质量是27g·mol－1，n(Al)＝eq\f(10.8g,27g·mol－1)＝0.4mol。(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑220.4molneq\f(2,0.4mol)＝eq\f(2,n)，n＝0.4molc(NaOH)＝eq\f(0.4mol,0.5L)＝0.8mol·L－1。(3)设在标准状况下生成H2的体积是V。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4L0.4molVV＝eq\f(0.4mol×3×22.4L,2mol)＝13.44L。二、化学计算中的其他常用方法1．关系式法当已知物和未知物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”。如：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的量，根据化学方程式知：3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3。2．守恒法①质量守恒宏观特征：反应前后元素的质量守恒。微观守恒：反应前后各元素的原子个数守恒。②得失电子守恒氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。③电荷守恒ⅰ.电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数。ⅱ.离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。3．差量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“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系，解决一定量变的计算题。例如：把一铁棒插入CuSO4溶液中，过一段时间取出，铁棒质量增加了4g，据此可求出参加反应的Fe的质量。Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuΔm(质量增加)566464－56＝8m(Fe)＝28g4g4．方程组法一般方程组法用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量。应用体验1.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_2.8__g。解析：(1)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。(2)利用关系式进行计算CO～CaCO328100m(CO)10g则eq\f(28,m(CO))＝eq\f(100,10g)m(CO)＝2.8g。2．4.6g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是_10.6__g。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)则eq\f(2×23,4.6g)＝eq\f(106,m(Na2CO3))m(Na2CO3)＝10.6g。3．用1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好将2×10－2mol的XOeq\o\al(－,4)还原，已知氧化产物为SOeq\o\al(2－,4)，则元素X在还原产物中的化合价为_＋4__。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．某溶液中只含有Na＋、Al3＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)四种离子，已知前三种离子的个数比为321，则溶液中Al3＋和SOeq\o\al(2－,4)的个数比为_12__。5．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。答案：(1)0.08mol(2)0.02mol0.01mol解析：(1)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↑26x3xFe＋2HCl=FeCl2＋H2↑12y2yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(27g·mol－1×x＋56g·mol－1×y＝1.1g,3x＋2y＝0.08mol))解得x＝0.02mol，y＝0.01mol。即n(Al)＝0.02mol，n(Fe)＝0.01mol。1．将1molNa和1molAl的混合物投入足量水中，产生的气体在标准状况下的体积为(D)A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L解析：Na、Al混合物投入水中发生反应有2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，n(H2)＝eq\f(1,2)n(Na)＋eq\f(3,2)n(Al)＝eq\f(1,2)×1mol＋eq\f(3,2)×1mol＝2mol，V(H2)＝2mol×22.4L·mol－1＝44.8L。2．将一定质量的锌片放入500mLCuSO4溶液中，二者恰好完全反应，待充分反应后取出锌片，洗净后称量，发现锌片比原来减轻了0.5g，则该CuSO4溶液的物质的量浓度为(B)A．0.5mol·L－1 B．1mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．2mol·L－1解析：设CuSO4的物质的量为xmol，据反应Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuΔm1mol1gxmol0.5g则有eq\f(1,x)＝eq\f(1,0.5)，解得x＝0.5mol，c(CuSO4)＝eq\f(0.5mol,0.5L)＝1mol·L－1。3．把6.5g锌加入50g20%的稀硫酸中，求算生成标准状况下氢气的体积。(1)阅读题目分析，在进行本题的求算时，需要进行过量分析吗？(2)根据计算型题目的解题流程，求算生成标准状况下氢气的体积。答案：(1)见解析(2)2.24L解析：(1)此题将反应中两种反应物的量都已给出，则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应。如果不是恰好完全反应，应判断哪种物质有剩余，然后根据完全反应的量来计算。(2)设6.5g锌完全