3.2 金属材料（第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用）-2022-2023学年高一化学同步素养目标精品讲义（人教版2019必修第一册）

第三章 第二节 金属材料 第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用 榆次一中 李金虎 【学习目标】 掌握物质的量在化学方程式中的计算 【素养目标】 掌握运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行有关物理量的计算。培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。 必备知识与关键能力 知识点一：常见物理量之间的换算关系 【注意】万能公式：n＝＝＝＝cBV 化学方程式中的定量关系 2Na ＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑ 质量之比： 46 g ∶ 36 g ∶ 80 g ∶ 2 g 计量数之比： 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1 扩大NA倍： 2NA ∶ 2NA ∶ 2NA ∶ NA 物质的量之比：2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比。 典例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为4.48 L。下列推断中不正确的是( ) 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 D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2 【答案】A 【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H2SO4，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 mol×2=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不正确。 知识点二：常见物理量之间的换算关系 1．化学方程式中的定量关系 (1)化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比 (2)化学计量数之比等于同温同压下相应气体的体积之比 2．物质的量在化学方程式计算中的步骤 3．物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项 (1)书写格式规范化：在计算过程中应注意表达格式的规范化：各物理量、物质的名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。 (2)单位运用对应化：一般来说，在一个题目中如果都用统一的单位，不会出现错误，但如果题目所给的两个量单位不一致，若换算成同一个单位，有时显得很繁琐，这时只要做到两个量的单位“上下一致，左右相当”即可。 (3)各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的含义各不相同。如“M”表示摩尔质量，“m”表示质量，“N”表示微粒数目，而“n”表示物质的量。 典例2．250 mL 2 mol·L－1的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算： (1)参加反应的铁屑的物质的量； (2)生成的H2的体积(标准状况)。(写出解题步骤) 【答案】 (1)参加反应的铁屑的物质的量为0.5 mol。(2)生成H2的体积为11.2 L。 【解析】n(H2SO4)＝0.25 L×2 mol·L－1＝0.50 mol (法1)(1)Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 1 n(Fe) 0.5 mol ＝，n(Fe)＝0.5 mol (2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 mol 22.4 L 0.5 mol V(H2) ＝，解得V(H2)＝11.2 L (法2)Fe ＋ H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 mol 1 mol 22.4 L n(Fe) 0.5 mol V(H2) ＝＝ 故n(Fe)＝0.5 mol，V(H2)＝11.2 L 典例3．向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，计算： (1)参加反应的Al的物质的量。 (2)所得溶液的物质的量浓度(反应前后溶液体积不变)。 (3)生成H2的体积(标准状况)(写出解题步骤)。 【解析】n(Al)＝＝0.4 mol 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2 ＋ 3H2↑ 2 mol 2 mol 3×22.4 L 0.4 mol n(NaAlO2) V(H2) ＝＝ n(NaAlO2)＝0.4 mol，c(NaAlO2)＝＝0.8 mol/L V(H2)＝13.44 L