第3章 鐵 金屬材料 第2節(jié) 第2課時 物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用-2024-2025高一化學必修第一冊（人教版）配套課件

第2課時物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用1.物質(zhì)的量與質(zhì)量、粒子數(shù)、氣體體積、物質(zhì)的量濃度的關(guān)系。(1)圖示關(guān)系:(2)計算公式:④已知溶液中的物質(zhì)的量濃度:

n(B)=c(B)·V[B(aq)]

。

2.化學方程式是表示物質(zhì)間發(fā)生化學反應(yīng)的式子,它必須遵循

質(zhì)量

守恒定律。在化學方程式中,可反映出物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系、粒子數(shù)目關(guān)系、物質(zhì)的量關(guān)系等。

設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。在化學方程式中存在如下關(guān)系:

2Na

+2H2O══

2NaOH+H2↑質(zhì)量之比

46g

∶

36g

∶80g

∶

2g化學計量數(shù)之比 2

∶

2

∶

2

∶

1

擴大NA倍

2NA

∶

2NA

∶

2NA

∶

NA

物質(zhì)的量之比

2mol

∶

2

mol

∶

2

mol

∶

1

mol結(jié)論:化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,等于

粒子數(shù)目

之比,等于

物質(zhì)的量

之比,在同一條件下也等于

氣體體積

之比。

微判斷

(1)鋅與鹽酸完全反應(yīng)生成1

mol

H2,參加反應(yīng)的鋅為65

g。(

)(2)標準狀況下,2.24

L氯氣為35.5

g。(

)(3)實驗室中需要標準狀況下11.2

L

CO2,現(xiàn)用含CaCO3

80%的石灰石與足量的稀鹽酸反應(yīng)(雜質(zhì)不反應(yīng)),需要該石灰石的質(zhì)量是50

g。(

)(4)3

mol

H2O2與164

g

NaBO3含有的氧原子數(shù)相等。(

)√××√應(yīng)用化學方程式計算的步驟、方法問題探究甲、乙兩位同學就物質(zhì)的量應(yīng)用于化學方程式的計算,進行了以下討論:甲:質(zhì)量、氣體的體積不必換算成物質(zhì)的量就能直接用于化學方程式的計算。乙:應(yīng)該把質(zhì)量、氣體的體積先換算成物質(zhì)的量才能用于化學方程式的計算。(1)你同意哪位同學的說法?提示:甲。若題目所給物質(zhì)的物理量不同,這時只要做到各個物理量“上下一致,左右相當”即可。(2)觀察下面的化學方程式及各物質(zhì)對應(yīng)的物理量,思考并回答相關(guān)問題。2Na

+

2H2O══2NaOH

+

H2↑2×23g 2mol 2mol 22.4Lm(Na)

n(H2O)

n(NaOH)

V(H2)①以上計算過程正確嗎?提示:正確。同一種物質(zhì)用不同的物理量表示時,計算時“上下”列式的比例是相同的。②上述反應(yīng)是在常溫常壓下進行的嗎?說明你的判斷理由。提示:不是。因為在計算中1

mol氫氣的體積是22.4

L,說明一定不是在常溫常壓下進行的。歸納總結(jié)物質(zhì)的量應(yīng)用于化學方程式計算的依據(jù)是參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。物質(zhì)的量又可將物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度、氣體體積聯(lián)系起來融入計算之中。1.根據(jù)化學方程式進行計算的基本步驟。

2.注意事項。(1)在計算過程中應(yīng)注意表達格式的規(guī)范化:各物理量、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號表示,且數(shù)據(jù)的運算要公式化并帶單位。(2)單位運用對應(yīng)化:一般來說,在一個題目中如果都用統(tǒng)一的物理量,不會出現(xiàn)錯誤,但如果題目所給的物理量不同,若換算成同一個物理量,有時顯得煩瑣,這時只要做到不同物理量“上下一致,左右對應(yīng)”即可。3.計算中的“三個規(guī)范”。(1)書寫規(guī)范:各種符號的書寫要規(guī)范,大寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質(zhì)量,而“m”表示質(zhì)量,“N”表示微粒數(shù),而“n”表示物質(zhì)的量。(2)符號規(guī)范:①設(shè)未知數(shù)直接用各物理量的符號表示,且要注明物質(zhì)(或粒子)的符號。如設(shè)參加反應(yīng)HCl溶液的體積為V[HCl(aq)]。②各物理量及單位、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號表示。如已知NaOH溶液的體積和物質(zhì)的量濃度,求NaOH溶液的質(zhì)量時就寫成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。(3)單位規(guī)范:把已知量代入計算式中計算時都要帶單位且單位要統(tǒng)一。典例剖析【例1】

把鐵和鋁的混合物1.1g溶于200mL5mol·L-1鹽酸中,反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?.6mol·L-1(溶液體積變化忽略不計)。求:(1)反應(yīng)中消耗HCl的物質(zhì)的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。答案:(1)消耗HCl的物質(zhì)的量為0.08mol。(2)鋁的物質(zhì)的量為0.02mol,鐵的物質(zhì)的量為0.01mol。解析:(1)消耗HCl的物質(zhì)的量為0.2

L×5

mol·L-1-0.2

L×4.6

mol·L-1=0.08

mol。(2)設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為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。理解感悟在根據(jù)化學方程式進行計算時,如果是氧化還原反應(yīng),則可以利用得失電子守恒關(guān)系進行計算。如在本題中,參加反應(yīng)的鹽酸(實際上是H+)的物質(zhì)的量等于鐵、鋁在反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)的量之和,據(jù)此列出恒等關(guān)系式求解,更為簡單。【例2】

將4.6gNa和2.7gAl同時加入足量的水中充分反應(yīng),將反應(yīng)后的溶液稀釋至500mL。下列說法中正確的是(

)。A.反應(yīng)中放出的氣體在標準狀況下的體積為2.24LB.參加反應(yīng)的水的質(zhì)量與加入Al的質(zhì)量相等C.所得溶液中Na+和Al3+的物質(zhì)的量之比為2∶1D.所得溶液中陽離子和陰離子的物質(zhì)的量之比為1∶1答案:D解析:Na與Al兩種金屬加入足量水中,首先Na與H2O反應(yīng)生成H2和NaOH,然后再發(fā)生Al與NaOH溶液的反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)的化學方程式可得:2Na

+

2H2O══2NaOH

+

H2↑46

g

36

g

2

mol

1

mol4.6

g

3.6

g

0.2

mol

0.1

mol金屬鋁與生成的NaOH溶液反應(yīng)時,NaOH過量,故按照Al的量進行計算: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反應(yīng)共生成了(0.1+0.15)

mol

H2,在標準狀況下的體積為5.6

L,A錯誤;參加反應(yīng)的水的質(zhì)量為(3.6+5.4)

g=9

g,與加入鋁的質(zhì)量不相等,B錯誤;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錯誤;所得溶液的溶質(zhì)為0.1

mol

NaOH與0.1

mol

Na[Al(OH)4],陰、陽離子的物質(zhì)的量之比為1∶1,D正確。方法規(guī)律判斷反應(yīng)物過量的方法。(1)假設(shè)法。假設(shè)一種反應(yīng)物完全反應(yīng),而另一種反應(yīng)物的量未知,把所求得的結(jié)果與實際量相比較,若小于實際值,則說明假設(shè)成立,反之則說明假設(shè)不成立,即該反應(yīng)物過量。(2)比較法。比較反應(yīng)物物質(zhì)的量之比與化學方程式中化學計量數(shù)的比學以致用1.將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中,完全反應(yīng)后,溶液中Fe3+和Fe2+的物質(zhì)的量濃度相等。則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比是(

)。A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶1答案:A解析:設(shè)參加反應(yīng)的Fe3+物質(zhì)的量為x,未參加反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量為y,由反應(yīng)的化學方程式:2FeCl3+Fe══3FeCl2可2.向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl,兩者恰好完全反應(yīng),計算:(1)Al的物質(zhì)的量;(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量和NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度;(3)生成的H2在標準狀況下的體積。(3)2Al+2NaOH+6H2O══2Na[Al(OH)4]+3H2↑2mol

3×22.4L0.4mol

V(H2)答:(1)Al的物質(zhì)的量為0.4mol。(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量為0.4mol,NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.8mol·L-1。(3)生成的H2在標準狀況下的體積為13.44L。1.標準狀況下,3.25g鋅與足量的鹽酸反應(yīng)生成xL氫氣,下列比例式正確的是(

)。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溶液中加入足量鋁粉,反應(yīng)完全后共收集到標準狀況下的氣體33.6L,該NaOH溶液的濃度為(

)。A.1.0mol·L-1

B.2.0mol·L-1C.1.5mol·L-1

D.3.0mol·L-1答案:B3.某金屬R的氯化物溶液20mL,濃度為0.05mol·L-1。它恰好能與20mL0.15mol·L-1AgNO3溶液完全反應(yīng),則該氯化物的化學式為(

)。A.RCl B.RCl2

C.RCl3 D.RCl5答案:C4.把足量的鐵粉投入H2SO4和CuSO4的混合溶液中,充分反應(yīng)后,剩余金屬粉末的質(zhì)量與原加入鐵粉的質(zhì)量相等,則原溶液中H+與

的物質(zhì)的量濃度之比為(

)。A.1∶4 B.2∶7 C.1∶2 D.3