内容正文:
考点08 物质的量在化学方程式计算中的应用
考法1 物质的量在化学方程式计算中的应用
1.以物质的量为中心的计算
(1)已知物质的质量mB,nB=。
(2)已知标准状况时的气体体积VB,nB=。
(3)已知物质的粒子数NB,nB=。
(4)已知溶液中溶质的物质的量浓度cB,nB=cB·V。
2.化学方程式中的定量关系
H2
+
Cl2
2HCl
化学计量数比
1
1
2
微粒个数之比
1NA
1NA
2NA
气体体积之比
1Vm
1Vm
2Vm
物质的量之比
1mol
1mol
2mol
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的粒子个数之比,也等于各物质的物质的量之比。
(2)对于有气体参与的反应化学方程式中各物质的化学计量数之比等于气体体积之比。
【典例1】
(2022·西南师大附中高三上学期期中检测)
1.将金属Mg、Fe的混合物16 g投入到200 mL的稀硫酸中,恰好完全反应,收集到标准状况下11.2 L氢气。下列相关说法错误的是 ( )
A.Mg、Fe混合物总物质的量为0.5 mol
B.Mg与Fe物质的量之比为3︰1
C.生成MgSO4的质量为45 g
D.该稀硫酸物质的量浓度为0.5 mol/L
【拓展延伸】物质的量应用于化学方程式计算步骤
1.计算步骤
2.注意事项
(1)计算时,各物质不一定都用物质的量表示,也可以用物质的质量、气体的体积,但要注意各物质的物质的量与各物理量的换算关系。
(2)在化学方程式中列出的各量,同种物质的单位必须相同,不同物质的单位可以相同,也可以不同,但单位必须“上下统一”。
(3)列式求解时要注意所有的数值要带单位,同时注意有效数字的处理。
【典例2】
(2022·海南省选择考)
2.在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应转移电子为0.1mol B.HCl溶液中数为3NA
C.含有的中子数为1.3NA D.反应生成标准状况下气体3.36L
【拓展延伸】物质的量应用于化学方程式计算的类型
1.已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量
此时按照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,按照化学方程式中量的关系并以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。
按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质不足,然后根据不足的物质的量进行求解。
【典例3】
(2023·辽宁选择考)
3.2-噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:
Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g金属钠,加热至钠熔化后,盖紧塞子,振荡至大量微小钠珠出现。
Ⅱ.制噻吩钠。降温至10℃,加入25mL噻吩,反应至钠砂消失。
Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至-10℃,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应30min。
Ⅳ.水解。恢复室温,加入70mL水,搅拌30min;加盐酸调pH至4~6,继续反应2h,分液;用水洗涤有机相,二次分液。
Ⅴ.分离。向有机相中加入无水MgSO4,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后,得到产品17.92g。
产品的产率为 (用Na计算,精确至0.1%)。
【拓展延伸】化学计算中的几个“率”
(1)纯度=×100%
(2)产率=×100%
(3)原料利用率=×100%
(4)转化率=×100%
4.在一定体积的容器中加入1.5 mol氙气(Xe)和7.5 mol氟气(F2),于400℃和2633 kPa压强下加热数小时,然后迅速冷却至25℃,容器内除得到一种无色晶体外,还有4.5 mol氟气,则所得无色晶体产物中,氙与氟的原子个数之比是.( )
A.1∶2 B.1∶4 C.1∶5 D.1∶6
5.将28 g铁粉放入100 mL 0.1 mol/L的CuSO4溶液中,充分反应后析出的铜的质量为
A.32 g B.6.4 g
C.0.64 g D.3.2 g
6.镁和铝分别和等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。则下列说法正确的是
A.镁和铝消耗硫酸的物质的量之比是2∶3
B.参加反应的镁、铝的质量之比是8∶9
C.反应中消耗的镁、铝的物质的量之比是3∶2
D.反应中镁、铝转移电子的物质的量之比是2∶3
(2023·新课标卷)
7.实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
物质
性状
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
安息香
白色固体