新课标版2024-2025学年高中化学第三章金属及其化合物第一节微型专题七物质的量应用于化学方程式的计算新人教版必修1

PAGEPAGE7微型专题(七)物质的量应用于化学方程式的计算一、物质的量应用于化学方程式的计算类型例1把6.5g锌加入到50g20%的稀硫酸中，在标准状况下产生的氢气体积是________。答案2.24L解析设6.5g锌完全反应须要硫酸的质量为x，则有Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑65986．5gxx＝eq\f(98×6.5g,65)＝9.8g因为9.8g<50g×20%＝10g，硫酸过量，依据锌的量进行计算。锌的物质的量为eq\f(6.5g,65g·mol－1)＝0.1mol，依据Zn～H2知，n(H2)＝0.1mol，V(H2)＝2.24L。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】化学方程式计算中的过量推断(1)基本计算已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要依据化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。(2)混合物反应的计算设混合物中各物质的物质的量为x、y，依据化学方程式中量的关系，并用x、y表示，列出方程组解答。(3)过量计算给出了两种反应物的量，求解某产物的量。方法：依据化学方程式中量的关系进行推断，哪一种物质过量，然后依据不足的物质的量进行求解。相关链接过量计算的推断方法物质发生化学反应依据肯定量的关系进行，若题中给出两个或两个以上反应物的量，解此类题应当先推断谁过量，然后依据不足量的物质去求解。(1)详细步骤：①写出反应的化学方程式；②推断哪一种反应物过量；③依据不足量的物质求解。(2)推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，则说明另一种反应物过量，反之则说明该反应物过量。②交叉相乘法若mb>na，则B过量；若mb＝na，二者恰好完全反应；若mb<na，则A过量。③比例法比较反应物物质的量的比值与化学方程式中化学计量数的比值的大小。若eq\f(nA,nB)<eq\f(m,n)，表明反应物B过量；若eq\f(nA,nB)＝eq\f(m,n)，表明二者恰好完全反应；若eq\f(nA,nB)>eq\f(m,n)，表明反应物A过量。④极值法基本思路是将与化学反应相关的区间性数值取其极大值或微小值，用以推断是否有反应物过量，同时适用于混合物的计算。变式1将肯定质量的锌、铝混合物与足量的稀硫酸反应，生成2.8L(标准状况)氢气，原混合物的质量可能是()A．2gB．1gC．8gD．10g答案C解析标况下，n(H2)＝eq\f(2.8L,22.4L·mol－1)＝0.125mol，假如全部由锌生成，须要质量为x，则：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑65g1molx0.125mol解得x＝8.125g假如全部由铝生成，须要质量为y，则：2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑54g3moly0.125moly＝2.25g依据平均值原理，假如由锌和铝混合组成，则质量介于2.25～8.125g。【考点】化学方程式的有关计算【题点】混合物反应的计算二、依据化学方程式计算常用的方法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，只需干脆确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。例2硫黄制硫酸时发生的反应有S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO22SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂))2SO3SO3＋H2O=H2SO4由硫黄制取硫酸的关系式是__________。假设64g硫黄完全反应，可制取硫酸的质量是______。答案S～H2SO4196g解析据题给化学方程式(或依据硫原子守恒)可得关系式S～H2SO4。制取硫酸的质量为eq\f(64g,32g·mol－1)×98g·mol－1＝196g。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】关系式法的应用变式2某废水处理站用甲醇处理氨废水，反应为NH3＋2O2eq\o(=,\s\up7(酶))NOeq\o\al(－,3)＋H＋＋H2O,6H＋＋6NOeq\o\al(－,3)＋5CH3OHeq\o(=,\s\up7(酶))3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为NOeq\o\al(－,3)的转化率可达95%，而NOeq\o\al(－,3)转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH30.034g·L－1的废水500m3，则理论上每天所需甲醇的质量为()A．24.32kg B．30kgC．25.3kg D．4.08kg答案A解析依据甲醇处理氨废水的反应原理，可得关系式NH3～NOeq\o\al(－,3)～eq\f(5,6)CH3OH，理论上每天所需甲醇的质量为eq\f(0.034g·L－1×500×103L,17g·mol－1)×95%×96%×eq\f(5,6)×32g·mol－1＝2.432×104g。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】关系式法的应用2．守恒法(1)质量守恒：反应前后元素养量、原子个数不变。(2)得失电子守恒：还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数。(3)电荷守恒：阳离子所带正电荷总数＝阴离子所带负电荷总数。例3在体积为VL的密闭容器中通入amol一氧化碳和bmol氧气，点燃充分反应后容器内碳原子与氧原子数之比为()A．a∶b B．a∶2bC．a∶(a＋2b) D．a∶[2(a＋b)]答案C解析依据反应前后原子守恒可知，n(C)∶n(O)＝a∶(a＋2b)。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】守恒法的应用变式30.3mol氯气和足量的金属M反应，生成0.2molMCln，则n等于()A．1B．2C．3D．4答案C解析依据氯原子守恒，可知0.3molCl2和0.2molMCln均含0.6molCl。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】守恒法的应用3．差量法依据化学反应前后物质的有关物理量(如质量、物质的量、气体体积等)发生的改变，找出所谓“理论差量”，结合题目实际差量列出比例式进行计算。例4已知：①碳酸钠高温下不分解；②碳酸氢钠受热发生分解反应：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3g，求：(1)原混合物中碳酸钠的质量是________g。(2)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是________L。答案(1)10.6(2)3.36解析(1)设混合物中碳酸氢钠的质量为m，则：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑质量削减Δm168g106g62gm3.1g故m＝eq\f(3.1g,62g)×168g＝8.4g，则碳酸钠的质量为19g－8.4g＝10.6g。(2)剩余固体为碳酸钠，质量为19g－3.1g＝15.9g，物质的量为eq\f(15.9g,106g·mol－1)＝0.15mol，依据碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为0.15mol，标准状况下的体积为0.15mol×22.4L·mol－1＝3.36L。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】差量法的应用变式4将8g铁片放入100mL硫酸铜溶液中，溶液中的铜离子全部被还原时，固体质量变为8.2g，则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为()A．0.5mol·L－1 B．0.25mol·L－1C．0.025mol·L－1 D．0.125mol·L－1答案B解析Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuΔm1mol8gn(CuSO4)(8.2－8)gn(CuSO4)＝eq\f(1mol×0.2g,8g)＝0.025mol，c(CuSO4)＝eq\f(0.025mol,0.1L)＝0.25mol·L－1。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】差量法的应用1．医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出匀称、稳定的热，使患处保持温热状态。若56g铁粉完全氧化成氧化铁，则须要消耗氧气的质量为()A．24g B．32gC．21g D．16g答案A解析56g铁的物质的量为1mol，由4Fe＋3O2=2Fe2O3可知，1mol铁生成0.5mol氧化铁，消耗0.75mol氧气，其质量为24g。【考点】化学方程式的有关计算【题点】化学方程式计算的基本方法2．(2024·西宁市四中月考)将6g钠和3.2g硫粉快速混合，放在石棉网上加热，反应后所得固体物质的成分是()A．Na2S和Na B．Na2O2和Na2OC．Na2O2和Na2S D．Na2O和Na2S答案C解析n(Na)＝eq\f(6,23)mol，n(S)＝eq\f(3.2g,32g·mol－1)＝0.1mol，Na与S的反应为2Na＋S=Na2S，Na与S反应后Na过量，过量的Na与O2加热反应生成Na2O2，反应后所得固体物质的成分为Na2O2和Na2S，故选C。【考点】化学方程式的有关计算【题点】过量计算(溶液体积改变忽视不计)，则下列表述不正确的是()A．反应中消耗HCl为0.08molB．混合物中含有0.02molAlC．混合物中含有0.01molFeD．混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1答案D解析n(消耗HCl)＝0.2L×5mol·L－1－0.2L×4.6mol·L－1＝0.08mol，A正确；可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y，则依据Al～3HCl，Fe～2HCl，可得3x＋2y＝0.08mol①，27g·mol－1×x＋56g·mol－1×y＝1.1g②，①②联立可得x＝0.02mol、y＝0.01mol，可知B、C正确，D错误。【考点】化学方程式的有关计算【题点】混合物反应中的计算推断4．在肯定条件下，7g炭粉与14g氧气完全反应生成21g氧化物，则生成物中CO与CO2的物质的量之比是()A．1∶1 B．2∶1C．2∶3 D．3∶2答案A【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】列方程组法的应用5．21g铁粉与8g硫粉混合加热，若不考虑其他损失。可生成硫化亚铁的质量为()A．33g B．24gC．29g D．22g答案D解析依据题意n(Fe)＝0.375mol，n(S)＝0.25mol。由S＋Feeq\o(=,\s\up7(△))FeS可知Fe过量，按S的量计算，反应生成的n(FeS)＝n(S)＝0.25mol，所以m(FeS)＝22g。【考点】物质的量在化学方程式中的应用【题点】