1、第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用,知识铺垫,新知预习,自主测试,1.在化学变化前后,原子的种类和个数都保持不变,所以任何化学反应都遵循质量守恒定律。 2.在标准状况下,46 g钠和足量的水反应,则生成H2的质量为2 g,即2 mol钠和足量的水反应,生成H2的物质的量为1 mol,其体积为22.4 L。,知识铺垫,新知预习,自主测试,一、物质的量在化学方程式计算中的应用 以钠和水反应的化学方程式为例:2Na + 2H2O=2NaOH+H2 化学计量数 2 2 2 1 扩大NA倍 2NA 2NA 2NA 1NA 物质的量 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol 结论:化学方程式
2、中各物质的化学计量数之比=参加反应的物质的微粒个数之比=参加反应的物质的物质的量之比=参加反应的物质的气体体积(相同状况)之比。,知识铺垫,新知预习,自主测试,二、根据化学方程式进行计算的基本步骤,知识铺垫,新知预习,自主测试,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( ) A.分子数之比 B.物质的量之比 C.质量之比 D.体积之比(相同状态) 答案:C,知识铺垫,新知预习,自主测试,2.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成a L氢气,下列正确的是( ) A.Zn+2HCl=ZnCl2+H2 1 mol 1 mol 3.25 g
3、a L B.Zn+2HCl=ZnCl2+H2 65 g 1 L 3.25 g a L C.Zn+2HCl=ZnCl2+H2 1 mol 22.4 L 0.05 mol a L D.Zn+2HCl=ZnCl2+H2 65 g 2 g 3.25 g a L,知识铺垫,新知预习,自主测试,解析:根据化学方程式计算时必须满足“上下一致,左右相当”。 答案:C,知识铺垫,新知预习,自主测试,3.向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,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。,知
4、识铺垫,新知预习,自主测试,解析:(1)Al的摩尔质量是27 gmol-1,(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。 2Al + 2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2 2 0.4 mol n,知识铺垫,新知预习,自主测试,(3)设在标准状况下生成H2的体积是V。 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2 mol 322.4 L 0.4 mol V,答案:(1)0.4 mol (2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol,溶液中NaOH的物质的量浓度是0.8 molL-1。 (3)13.44 L,探究物质的量应用于化学方程式计算的步骤 问题探究 1.将6.5 g
5、锌放入足量的盐酸中充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少? 答案:2.24 L 2.将6.5 g锌放入含有0.1 mol HCl的盐酸中,充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少? 答案:1.12 L(若已知两种或以上反应物的量,计算时首先要判断哪种物质过量,以完全反应的物质的量为标准进行计算)。 3.将一定量的锌放入盐酸中,完全反应后,溶液质量增加6.3 g,计算参加反应的锌的物质的量。 答案:0.1 mol(本题可以用差量法计算,1 mol锌完全反应生成1 mol H2,溶液质量增加63 g,现在溶液质量增加6.3 g,则反应的锌的物质的量为0.1 mol)。,4.将一定量的锌放入100
6、 mL 2 molL-1盐酸中,完全反应后锌有剩余,再向溶液中加入50 mL 4 molL-1 FeCl3溶液,恰好完全反应,则起始时加入锌的质量是多少?(已知:2Fe3+Zn=2Fe2+Zn2+) 答案:13 g(该题可用电子得失守恒法解题。 n(Zn)2=n(Fe3+)+n(H+),m(Zn)=0.2 mol65 gmol-1=13 g)。,思维建模 1.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: 设未知数直接用各物理量的符号表
7、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VHCl(aq)。 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溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)VNaOH(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。,2.物质的量在化学计算中应用的注意事项 (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
8、做到“上下一致,左右相当”即可。 3.化学计算中常用的三种方法 (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: 3CO3CO23CaCO3即COCaCO3。,(2)守恒法 质量守恒 宏观特征:反应前后元素的质量守恒。 微观守恒:反应前后元素的原子个数守恒。 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。 电荷守恒 .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。 .离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物
9、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、物质的量、气体体积等。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溶液后,过一段时间取出,铁棒质量增加了4 g,据此可求出参加反应的Fe的质量。 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu m(质量增加)56 64 64-56=8m(Fe)=28 g 4 g,素能应用 【典例】 把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 molL-1盐酸中,反应后溶液中c(HCl)变为4.6 molL-1(溶液体积变化
10、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。 解析:(1)消耗HCl的物质的量: 0.2 L5 molL-1-0.2 L4.6 molL-1=0.08 mol。,(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。 2Al + 6HCl=2AlCl3+3H2 2 mol 6 mol x 3x Fe + 2HCl=FeCl2+H2 1 mol 2 mol y 2y,得x=0.02 mol,y=0.01 mol。 答案:(1)0.08 mol (2)Al的物质的量为0.02 mol;Fe的物质的量为0.01 mol。,提能训练在500 mL NaOH溶液中加入足量
11、铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为( ) A.1 molL-1 B.2 molL-1 C.1.5 molL-1 D.3 molL-1 解析:设NaOH的物质的量浓度为c,则 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2 mol 67.2 L 0.5 Lc 33.6 L,答案:B,1,2,3,4,5,1.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中错误的是( ) A.参加反应的Mg、Al共0.2 mol B.参加反应的HCl为0.4 mol C.Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
12、 D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2 解析:反应的实质为Mg+2H+=Mg2+H2,2Al+6H+=2Al3+3H2, n(H2)= =0.2 mol,则参加反应的n(H+)=0.4 mol。若换成稀硫酸,同样产生0.2 mol H2。依据得失电子守恒,由2H+H2得电子总数为0.2 mol2=0.4 mol,故C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子,0.2 mol Al则提供0.6 mol电子,0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol,小于0.6 mol,A错误。 答案:A,1,2,3,4,5,2.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两
13、个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( ) A.11 B.21 C.31 D.13 解析:设反应放出的气体均为3 mol, 2Al+6HCl=2AlCl3+3H26 mol 3 mol 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22 mol 3 mol 所以n(HCl)n(NaOH)=6 mol2 mol=31。 答案:C,1,2,3,4,5,3.将质量为100 g的铁棒插入1 L 0.5 molL-1 CuSO4溶液中,足够长时间后,铁棒的质量将变为( ) A.102 g B.106 g C.104 g D.110 g 解析:根据题目中
14、的数据可知,铁过量,而CuSO4不足,完全反应,当生成0.5 mol Cu时,固体的质量增加4 g,所以铁棒的质量变为104 g。 答案:C,1,2,3,4,5,4.1 L混合溶液中含有 0.25 mol,Cl- 0.75 mol,Na+ 0.25 mol,其余为H+,则H+的物质的量浓度为( ) A.2.5 molL-1 B.5 molL-1 C.0.1 molL-1 D.1 molL-1 解析:根据电荷守恒:2c( )+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),20.25 molL-1+0.75 molL-1=0.25 molL-1+c(H+),得c(H+)=1 molL-1。 答案:D,1,2,3,4,5,5.将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为32,则样品中铁、铝物质的量之比为( ) A.32 B.21 C.34 D.43,答案:C,
