.2.3 物质的量在化学方程式计算中的应用 课件 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第二节 金属材料 3.2.3 物质的量在化学方程式计算中的应用 第三章 铁 金属材料 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 学习目标 1.复习回顾有关物质的量n与微粒数N、物质的质量m、气体体积V、溶液浓度c间的计算公式，巩固以物质的量为中心的各物理量之间的换算方法。 2.掌握物质的量在化学方程式计算中的一般方法和步骤。能逐步熟练在计算中应用物质的量，掌握计算的技巧和方法。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 1、请默写出n与微粒数N、物质的质量m、气体体积V、溶液浓度c间的计算公式。 思考 气体体积(L) (标准状况) 物质的量 (mol) 物质所含有的粒子数 物质的质量 (g) 物质的量浓度 (mol·L-1) 溶液中溶质质量分数 ×22.4L·mol-1 ÷22.4L·mol-1 ×NA ÷NA ×M ÷M ×V(液) ÷V(液) 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master (1)已知物质的质量：n(B)＝______； (2)已知标准状况时的气体体积：n(B)＝_________；   (3)已知物质的粒子数：n(B)＝______； (4)已知溶液中的物质的量浓度：n(B)＝________________。 c(B)·V[B(aq)]　 见量化摩(量：质量，体积，浓度，粒子数等) 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 3CO＋Fe2O3 = 2Fe＋3CO2 高温 2CO＋O2 = 2CO2 点燃 2、化学方程式是重要的化学用语，你能从化学方程式得到哪些信息? 反应物、生成物、反应条件、转化规律、量的关系…… 思考 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 一、化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 2Na　＋ 2H2O = 2NaOH ＋ H2↑ 2 ∶ ∶ ∶ 2 2 1 化学计量数之比： 2 mol 物质的量之比： ∶ ∶ ∶ 2 mol 2 mol 1 mol 2 NA 扩大NA倍： ∶ ∶ ∶ 2 NA 2 NA 1 NA ∶ ∶ ∶ 扩大6.02×1023倍： 2×6.02×1023 2×6.02×1023 2×6.02×1023 1×6.02×1023 2 mol (标况)气体体积之比： ∶ ∶ ∶ 2 mol 2 mol 1 mol 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 1、结论 (1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比也等于各物质的微粒数之比 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于气体体积之比。 2、应用 根据计量数之比规则，由一种物质的物质的量，可求出另一种反应物或生成物的物质的量，再把物质的量转化为其它物理量 (如：质量、体积等) 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 3、计算的依据和解题思路 (1)计算依据 化学方程式中各物质的化学计量数比等于各物质的物质的量之比 (2)解题思路 ①弄清楚化学反应的原理，正确书写化学方程式(基础) ②根据化学方程式找出反应物与生成物之间的定量(比例)关系，并据此确定已知量与未知量之间的(比例)关系(关键)； ③将上述关系列成比例式，求解 ④检查确保计算过程和结果无误后，简明地写出答案 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 找准关系式 列比例关系 求出未知量 准确（定性、定量）书写化学（离子）方程式 明确已知量和未知量,依据关系式中计量数确定已、未知量的物质的量的比例关系,列出比例式 按已、未知量的比例关系先计算出未知量的物质的量,再换算成要求的物理量 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 4、物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 (1)转：将已知物质的量转化为物质的量 (即：见量化摩尔) (2)设：根据题中所问，设所求物质的物理量，统一规定的符号，如：物质的量(n)、质量(m)、气体在标况下的体积(V)等可直接使用 (3)写：写出有关化学方程式，注意配平 (4)标：根据所设的物理量和已知的物理量在方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质的物理量关系(在方程式里面找关系)，并代入已知和未知量 (5)列：列出比例式 (6)解：根据比例式求解 (7)答：根据所设物理量写出所解答案 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ①根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其物质的量之比，列比例式(找已知量和未知量的比例关系，关系在方程式中找) ②各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为n(NaOH) ③设未知量可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为n(HCl)，不带单位 【几点强调】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ④有关物质的量的计算中的“三个规范 A.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。 B.符号规范 Ⅰ.设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应的HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。 Ⅱ.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的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)·V[NaOH(aq)]·M(NaOH)。 C.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。 【几点强调】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ⑤物质的量应用于化学方程式计算时的注意事项 Ⅰ.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。 Ⅱ.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(标准状况)表示。但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系,只要做到计量单位“上下一致,左右相当”即可。 【几点强调】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 5、常见的计算类型 (1)基本计算 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，只要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 【例1】5.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况的体积是多少？ 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【例1】5.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况的体积是多少？ 设：生成标准状况下氢气的物质的量为n(H2) 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 2　　　　　　　　　　　　　　　 3 0.2 mol　　　　　　　　　　　 n(H2) n(H2)＝0.3 mol 答：生成标准状况下氢气的体积是6.72 L。 V(H2)＝n(H2)·Vm ＝0.3 mol×22.4 L·mol－1 ＝6.72 L 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【变式】医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56g铁粉完全氧化成氧化铁，则需要消耗标况下氧气的体积为多少？ 设：需要消耗标况下氧气的体积为V(O2) 由反应方程式 4Fe　＋　3O2 = 2Fe2O3 4×56 g　3×22.4 L 56 g　 V(O2) 答：需要消耗标况下氧气的体积为16.8 L。 上下一致,左右相当 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 5、常见的计算类型 (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，并用x、y表示，列出方程组解答。 【例2】把5.1 g镁铝合金的粉末放入500 mL 1 mol·L－1盐酸中，恰好完全反应。试计算： (1)该合金中镁和铝的物质的量 (2)将等质量的该合金投入到足量的氢氧化钠溶液中，求标况下放出气体的体积 已知：Mg和NaOH不反应，Al能反应，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【例2】把5.1 g镁铝合金的粉末放入500 mL 1 mol·L－1盐酸中，恰好完全反应。试计算： (1)该合金中镁和铝的物质的量 (2)将等质量的该合金投入到足量的氢氧化钠溶液中，求标况下放出气体的体积 已知：Mg和NaOH不反应，Al能反应，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 盐酸的物质的=0.5L×1mol/L=0.50mol (1)设：合金中镁和铝的物质的量分别为n(Al),n(Mg) Mg + 2HCl=MgCl2+H2↑ 2Al+ 6HCl=2AlCl3+3H2↑ 1 2 2 6 n(Mg) 2n(Mg) n(Al) 3n(Al) 2n(Mg)+3n(Al)=0.5mol 24n(Mg)+27n(Al)=5.1mol n(Al)=0.1 mol n(Mg)=0.1 mol 答：合金中镁和铝的物质的量分别n(Al)=0.1 mol;n(Mg)=0.1 mol。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 2mol　　　　　　　　　　　　　3×22.4L 0.1mol　　　　　　　　　　　 V (H2) (2)标况下放出气体的体积为V(H2) 2mol/0.1mol=3×22.4LL/V (H2) V (H2)=3.36L 答：标况下放出气体的体积为3.36L 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 5、常见的计算类型 (3)过量计算 物质发生化学反应按照一定量的关系进行，若题中给出两个或两个以上反应物的量，解此类题应当先判断谁过量，然后根据不足量的物质去求解。 a.具体步骤：①写出反应的化学方程式；②判断哪一种反应物过量；③根据不足量的物质求解 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master b.判断反应物过量的方法： Ⅰ.假设法：假设一种反应物完全反应，而另一种反应物未知，把所求得的结果与实际量相比较，若小于实际值，则说明另一种反应物过量，反之则说明该反应物过量 Ⅱ.交叉相乘法：若mb>na，则B过量；若mb＝na，二者恰好完全反应；若mb<na，则A过量 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master Ⅲ.比例法：比较反应物物质的量的比值与化学方程式中化学计量数的比值的大小。若n(A)/n(B)<m/n，表明反应物B过量；若n(A)/n(B)=m/n，表明二者恰好完全反应；若n(A)/n(B)>m/n，表明反应物A过量 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【例3】32.5 g的Zn与200mL密度为1.47g/cm3，质量分数为10%的H2SO4溶液反应。计算： (1)H2SO4溶液物质的量浓度 (2)生成多少L氢气(标况) Zn　　＋　H2SO4 = ZnSO4＋H2↑ 1mol　　　　　1×22.4L 0.3mol　　　　　 V(H2) n(Zn)=32.5g/63.5g/mol=0.5mol n(H2SO4 )=200mL×1.47g/cm3×10%/98g/mol=0.3mol 根据方程式可知，硫酸反应完，锌有剩，用硫酸进行计算 c(H2SO4 )=1.5mol/L (2)标况下放出气体的体积为V(H2) 1mol/0.3mol=1×22.4LL/V (H2) V (H2)=6.72L 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 6、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3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【例4】把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10 g沉淀，那么参加反应的CO的质量是 g。 2.8 解析　(1)根据化学方程式确定关系： CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O (2)利用关系式进行计算 CO　～　CaCO3 28 100 m(CO) 10 g m(CO)＝2.8 g 则关系式为 3CO～3CO2～3CaCO3 即CO～CaCO3 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master ①质量守恒 宏观特征:反应前后元素的质量守恒。 微观守恒:反应前后各元素的原子个数守恒。 ②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。 ③电荷守恒 a.任何电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数。 b.离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。 (2)守恒法 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【例5】 4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。 10.6 解析　钠在空气中最终转化为Na2CO3的过程中钠的原子个数不变，可得关系式： 2Na　　～　　Na2CO3 2×23 106 4.6 g m(Na2CO3) 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【例6】用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－2 mol的XO4-还原，已知氧化产物为SO42-，则元素X在还原产物中的化合价为 ___。 ＋4 解析　氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，则有： 1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－2 mol×(7－x)， 解得x＝＋4。 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 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”(方程式里找),如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等(理论值差量=实际值差量)。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。 (3)差量法 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 【例7】把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4 g，参加反应的Fe的质量为 。 28 g 解析　Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu　　　　 Δm(固体) 　 56 g　　　　　　　 64 g　　 64 g－56 g＝8 g 　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　 4 g 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 1.标况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是（ ） A.Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑ B.Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑ 1 mol 1 mol 65 g 1 L 3.25 g x L 3.25 g x L C.Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑ D.Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑ 1 mol 22.4 L 65 g 1 mol 0.05 mol x L 3.25 g x L C 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master 2.0.56g氧化钙恰好与20mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是( ) A.0.10 mol·L－1 B.0.20 mol·L－1 C.0.50 mol·L－1 D.1.00 mol·L－1 D 解析　CaO ＋ 2HCl=CaCl2＋H2O 　 56 g　 2 mol 0.56 g c(HCl)×20×10－3 L 解得c(HCl)＝1.00 mol·L－1。 【练一练】 化学Master 『人教版高中化学课本同步知识讲解』 化学Master 化学Master eq \f(NB,NA)　 eq \f(mB,MB)　 eq \f(V[Bg],Vm)　 则＝ V(O2)＝＝16.8 L 则：＝ $$