高一化學(xué)知識(shí)詳解教案：物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用 教材解讀

1、第三節(jié) 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用新課指南1.掌握物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算中的計(jì)算方法和格式.2.加深對(duì)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積等概念的理解以及對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識(shí).3.培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和綜合計(jì)算能力.本節(jié)重點(diǎn)：物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應(yīng)用于化學(xué)方程式中的計(jì)算.本節(jié)難點(diǎn)：物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應(yīng)用于化學(xué)方程式中的計(jì)算.教材解讀精華要義相關(guān)鏈接化學(xué)方程式是用化學(xué)式表述化學(xué)反應(yīng)事實(shí)的化學(xué)專業(yè)語言，它可以表示什么物質(zhì)參加反應(yīng)、反應(yīng)的條件是什么以及生成了什么物質(zhì).它還可以表示反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量之比、微粒個(gè)數(shù)之比、氣體體

2、積之比等含義.例如： 2H2+O22H2O(g) 分子個(gè)數(shù)比 2 ： 1 ： 2 氣體體積比 2 ： 1 ： 2 物質(zhì)質(zhì)量比 4 g ： 32g ： 36 g2.物質(zhì)(B)的物質(zhì)的量與其他化學(xué)量之間的關(guān)系說明 物質(zhì)的量濃度(c)與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)之間的關(guān)系為： c(B)= 或w(B)c(B)× 重要的轉(zhuǎn)換關(guān)系式： a.n b.n (N表示微粒數(shù)，NA表示阿伏加德羅常數(shù)) c.n (Vm表示標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積) d.c V(aq)表示溶液的體積 e. (表示溶液的密度)f.w=×100知識(shí)詳解 知識(shí)點(diǎn)1 化學(xué)計(jì)量數(shù)及其應(yīng)用 化學(xué)計(jì)量數(shù) 化學(xué)計(jì)量數(shù)就是化學(xué)方程式(或離子

3、方程式)中各反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式前面的數(shù)字(若為1時(shí)常常省略).對(duì)于任意物質(zhì)B來說，化學(xué)計(jì)量數(shù)的符號(hào)為(B)，單位為1，通常不需寫出.如： 化學(xué)方程式 2H2+O22H2O 化學(xué)計(jì)量數(shù)() 2 1 2 化學(xué)計(jì)量數(shù)與各物質(zhì)的物質(zhì)的量的關(guān)系 物質(zhì)是由原子、分子或離子等粒子組成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的.化學(xué)方程式可以明確地表示出化學(xué)反應(yīng)中這些粒子之間的數(shù)目關(guān)系.這些粒子之間的數(shù)目關(guān)系，也就是化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系.如： 2H2 + O2 2H2O 化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 2 ： 1 ： 2×1023倍2××1023 ： 1××10

4、23 ： 2××1023 物質(zhì)的量之比 2 mol ： 1 mol ： 2 mol 從這個(gè)例子中，我們可以看出，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比.因此，將物質(zhì)的量(n)、摩爾質(zhì)量(M)、摩爾體積(Vm)、物質(zhì)的量濃度(c)等概念應(yīng)用于化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，對(duì)于定量研究化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間的量的關(guān)系，會(huì)更加方便. 知識(shí)點(diǎn)2 物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算(重點(diǎn)) 化學(xué)計(jì)算的一般步驟(難點(diǎn)) 進(jìn)行化學(xué)計(jì)算，一般按以下三步進(jìn)行： 第一步：認(rèn)真審題，根據(jù)題意書寫正確的化學(xué)方程式. 第二步：深入分析題，充分認(rèn)清已知條件和未知問題，運(yùn)用概念分析和列化學(xué)方程式

5、，找出已知條件和未知問題之間的聯(lián)系，設(shè)計(jì)出正確的解題思路. 第三步：規(guī)范解題，具體完成該題的計(jì)算，應(yīng)該做到解題要有根據(jù)，解法正確，書寫工整，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，要有明確的回答，以及必要的分析和討論. 在上述三個(gè)解題步驟中，設(shè)計(jì)解題思路最為重要. 物質(zhì)的量用于化學(xué)計(jì)算的基本方法 物質(zhì)的量用于化學(xué)計(jì)算的基本方法是：首先把已知物的物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量；其次根據(jù)化學(xué)方程式或關(guān)系式，根據(jù)已知物的物質(zhì)的量求出未知物的物質(zhì)的量；最后把未知物的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化為未知物的所求物理量.當(dāng)熟練掌握了物質(zhì)的量運(yùn)算的技能技巧時(shí)，上述計(jì)算過程還可以進(jìn)一步簡化. 物質(zhì)的量用于化學(xué)計(jì)算的分類指導(dǎo) (1)簡單的基本計(jì)算 例如：完全中和0

6、.10 mol NaOH需要H2SO4的物質(zhì)的量是多少?所需H2SO4的質(zhì)量是多少? 分析本題可先求H2SO4的物質(zhì)的量，再求H2SO4的質(zhì)量. 解:2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O2 1 0.01mol n(H2SO4) m(H2SO4)= m(H2SO4)= M(H2SO4)×n (H2SO4×98g/mol=4.9g. 答：完全中和0.10 mol NaOH需要0.050 mol H2SO4，所需H2SO4的質(zhì)量為4.9 g. 小結(jié) 解題的基本步驟為：寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；建立比例或列出數(shù)學(xué)方程式；解方程求出未知量；答. (2)已知固體質(zhì)量，求某

7、物質(zhì)的物質(zhì)的量 例如：將4.35 gMnO2與足量濃鹽酸混合加熱反應(yīng)，求參加反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量. 分析 MnO2與濃鹽酸加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為： MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O 在該反應(yīng)中，參加反應(yīng)的MnO2與HCl的物質(zhì)的量之比為： n(MnO2):n(HCl)1 mol:4 mol. 1 mol MnO2的質(zhì)量是87g，若用87g MnO2代換1 mol MnO2，則以下比例式仍然成立： m(MnO2)：n(HCl)87 g:4 mol. 因此，本題可將物質(zhì)的質(zhì)量和物質(zhì)的量直接應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算，一步即可求得HCl的物質(zhì)的量. 解：MnO2+4HCl(濃) MnCl

8、2+Cl2+2H2O 87 g 4 mol 4.35 g n(HCl) n(HCl)= =0.2mol.答：參加反應(yīng)的HCl是0.2 mol. (3)已知固體質(zhì)量，求生成氣體的體積2與足量的濃鹽酸混合加熱反應(yīng)，求生成的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少? 分析在MnO2與濃鹽酸的反應(yīng)中，參加反應(yīng)的MnO2與生成的Cl2的物質(zhì)的量之比為n(MnO2):n(Cl2)1 mol:1 mol. 1 mol Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 L，l mol MnO2的質(zhì)量為87 g，若用 22.4 L Cl2代換1 mol Cl2，用87 g MnO2代換1 mol MnO2，則以下比例仍然成立： m(M

9、nO2):VCl2 因此，本題可將物質(zhì)的質(zhì)量和氣體的摩爾體積直接應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算，直接求得Cl2的體積. 解：MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O 87 g 22.4 L 6.525 g V(Cl2)V(Cl2)= =1.68L. 答：生成的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是1.68L.小結(jié) 在將物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體的體積中的不同種物理量同時(shí)應(yīng)用于根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算時(shí)，在化學(xué)方程式下列出物理量，必須符合“左右數(shù)量相當(dāng)，上下單位相同”的基本原則.左右是否成正比的判斷是個(gè)難點(diǎn)問題，解決的辦法就是看兩個(gè)物理量之比轉(zhuǎn)化成物質(zhì)的量之比時(shí)，是否等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.下列幾種情況值得參

10、考、借鑒(下表中氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的值). 2C + O2 2CO化學(xué)方程式212化學(xué)計(jì)量數(shù)2mol1moln(C)與n(O2)成正比24gm(C)與V（O2）成正比1moln (O2)與V（CO）成正比V(O2)與V（CO）成正比24kg3m (C)與V（CO）成正比1molm (C)與n(O2)成正比24t×106Lm(C)與V（CO）成正比 在建立比例或方程式時(shí)，必須以實(shí)際反應(yīng)的純凈物的量進(jìn)行計(jì)算，如溶液中溶質(zhì)、混合物中的有關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量等. (4)根據(jù)化學(xué)方程式，挖掘隱含條件進(jìn)行分析計(jì)算4溶液反應(yīng)，我們就可能挖掘出金屬增多的質(zhì)量和溶液減少的質(zhì)量. Fe+CuSO4=FeSO

11、4+Cu m(金屬) m(溶液) 56g 1 mol 1mol 64g 8g 8g 這種方法叫“差量法”.用此法可以挖掘出質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積差等變化量，使計(jì)算過程簡單快捷.當(dāng)然我們還可以應(yīng)用其他方法(如平均值法、換元法、等效法、設(shè)“1”法等)挖掘新的關(guān)系量. 例如：現(xiàn)有KCl和KBr的混合物3.87 g，將混合物全部溶于水中，并加入過量的AgNO3溶液，充分反應(yīng)后產(chǎn)生6.63g沉淀物，則原混合物中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ( ) A.24.1 B.25.9 C.40.3 D. 48.1 分析 如果設(shè)KCl和KBr的質(zhì)量分別為一未知數(shù)，并根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式與AgCl和AgBr聯(lián)

12、立解方程，也能求得KCl和KBr的質(zhì)量，進(jìn)而求得K元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù).分析題意知溶質(zhì)是KCl和KBr，而沉淀足AgCl和AsBr，而n(KCl)n(AgCl)，n(KBr)n(AgBr)，溶質(zhì)的質(zhì)量和沉淀的質(zhì)量的差為6.63 g-3.87 g=2.76 g，質(zhì)量的增加原因是將溶質(zhì)中的K+換成了沉淀中的Ag+，那么我們就挖掘出 了一個(gè)新的關(guān)系量. 1 mol K+被1 mol Ag+取代后，產(chǎn)物的質(zhì)量增加69g K+Ag+ m39 g 108g 69 gX x=則混合物中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 答案：C (5)綜合計(jì)算題對(duì)于復(fù)雜的綜合計(jì)算題，解題的關(guān)鍵是要理清各種物理量之間的相互關(guān)系，此時(shí)以摩爾為單位，

13、可以使有關(guān)問題變得簡捷、明了.即先把已知量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量，然后依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行分析計(jì)算.例如：硝酸與Zn反應(yīng)的化學(xué)方程式如下： 5Zn+12HNO3=5Zn(NO3)2+N2+6H2O 當(dāng)消耗Zn 13g時(shí)，求：(1)消耗硝酸多少摩爾?(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為多少?(3)產(chǎn)生氮?dú)舛嗌倏?(4)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為多少?“摩爾化”，可以使解題思路清晰、明了.解：（1）消耗Zn的物質(zhì)的量：n(Zn)= 5Zn+12HNO3=5Zn(NO3)2+N26H2O5mol 12mol 1mol0.2mol n (HNO3)總 n(N2) 5mol:12mol=0.2mol:n(HNO3)總， n(HNO3)總=(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為： n(HNO3)n(HNO3)總××0.08mol. (3)產(chǎn)生氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為 n(N2)=1×0.2 mol/5=0.04 mol， 產(chǎn)生氮?dú)獾馁|(zhì)量為： m(N2)28 g/mol×0.04 mol1.12 g. (4)5 mol Zn完