3.2.2 金属材料 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 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 1.能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化 2.能运用物质的量与其他物理量之间的换算关系进行有关计算。 学习目标 重难点 物质的量在化学方程式计算运用 s思 :i 【阅读课本】84-85 页，回答问题 1、以物质的量为中心，列出与N、m、V、c、的转化关系？ 2、归纳化学方程式中的化学计量数和物质的量的关系? 3、化学方程式中的化学计量数和气体体积具有什么样的关系? 物质是由原子、分子、离子等粒子构成，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进生行的。化学方程式中的化学计量数可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系。 1．以物质的量(n)为中心的转化关系 一：物质的量应用于化学方程式计算 1 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)物质在发生化学反应时,它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比。 (2)物质在发生化学反应时,它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比。　　 (3)化学方程式4Na+O2═2Na2O可表示4molNa与1molO2反应生成2molNa2O。 (4)根据方程式Mg+2H+═Mg2++H2↑，可知1g镁与足量氢离子反应可生成1mol氢气。　　 (5)化学反应前后质量和物质的量均守恒。 × × × √ √ 题点多维训练 2．化学方程式中的定量关系 (1)定量关系 　　　 2Na ＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑ 2　 ∶　　2 　∶　　2 　∶　1 扩大NA倍 2NA∶ 2NA∶ 2NA∶ 1NA 物质的量之比 2 mol∶ 2 mol∶ 2 mol∶ 1 mol 结论： 　(1)同一个化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。 (2)对于气体，在同温同压下各气体的化学计量数之比也等于其体积之比。 各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比=各粒子的粒子数之比=相同条件下的气体的体积之比。 (2)注意事项 ①书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、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：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。 ③如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。 一：物质的量应用于化学方程式计算 活动1： 【计算体会】 5.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况下的体积是多少？ 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) 解得n(H2)＝0.3 mol，所以V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L 方法二：设生成标准状况下H2的体积为V(H2) 2NaOH＋2H2O＋2Al===2NaAlO2＋3H2↑ 2×27 g　　　 3×22.4 L 5.4 g　　　　　　V(H2) 任务二：物质的量应用于化学方程式计算 活动1： 【计算体会、展示互评】 提示：上下一致，左右相当 设有2molAl参与反应 理论数量（第一行 ） 实际数量（第二行） [思维建模]　物质的量应用于化学方程式计算的解题流程 转 将已知物理量转化为物质的量 设 设所求物质的物质的量为n(B) 写 写出相关的化学方程式 标 在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量 列 列出比例式 解 根据比例式求解 答 简明地写出答案 题点多维训练 1．标准状况下，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↑ 　1 mol　　　　　　　　1 mol 　3.25 g　　　　　　　 x L C 解析：A、D项，上下单位不一致，错误；B项，左右物理量不相当，错误。 1.15 g金属钠与水反应，得到100 mL溶液，试计算： (1)生成的气体在标准状况下的体积。 (2)反应后所得溶液的物质的量浓度。 答案　0.56 L 答案　0.5 mol·L－1 练习3： 设生成标准状况下气体的体积为V，反应后所得溶液的物质的量浓度为c。 2Na　＋　2H2O===2NaOH　＋　H2↑ 2×23 g　　　　　　2 mol　　　22.4 L 1.15 g　　　　　　0.1 L×c　　 V 守恒关系 特征 质量守恒 宏观：反应前后物质的质量守恒 微观：反应前后元素的原子个数守恒 电子守恒 氧化还原反应中，得失电子守恒 2Al+6H+══2Al3++3H2↑中，Al失去电子=H+得到电子。 电荷守恒 电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，如K2SO4和NaCl的混合溶液中,n(K+)+n(Na+)=2n(SO42- )+n(Cl-)。 离子方程式中，反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数，且电性相同。 任务三：化学计算中的常用方法 【方法建模】 1.守恒法。 化学反应的实质是原子的重新组合,依据质量守恒定律,在化学反应中存在一系列守恒关系，如质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。 [例1]　(1)Na2CO3、NaHCO3的混合物与100 mL 3 mol·L－1盐酸恰好完全反应，产生4.48 L(标准状况)能使澄清石灰水变浑浊的气体，则混合物中Na＋和Na2CO3的物质的量分别为________和________。 (2)87 g MnO2与足量浓盐酸共热制Cl2，在标准状况下生成Cl2的体积为________L。 练：在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中，Al3＋的物质的量浓度为0.2 mol·L－1，SO42－为0.4 mol·L－1，溶液中Na＋的物质的量浓度为(　) A．0.1 mol·L－1 　 B．0.2 mol·L－1 C．0.3 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1 当已知量和未知量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”。 （1）根据化学方程式确定关系式，写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。 例如：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的量。 发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O3△(=====)2Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。 (2)根据原子守恒确定关系式如上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 【方法建模】 2.关系式法 任务三：化学计算中的常用方法 【方法建模】 3、方程式组法 方程组法一般用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量。 练：能已知CO、CO2的混合气体质量共16.0 g，标准状况下体积为8.96 L，则该混合气体中CO的质量为______ g，所含CO2在标准状况下的体积为_____ L。 2.80 6.72 [例2]　160 g Fe2O3与足量CO完全反应，将生成的CO2通入足量石灰水中，生成沉淀的质量为________ g。 根据反应前后物质有关物理量发生的变化，找出所谓“理论差量”,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问题的计算方法。 任务三：化学计算中的常用方法 【方法建模】 4.差量法 如Fe+CuSO4══Cu+FeSO4　固体质量增大 56g 64g 64g-56g=8g x ag 则　 即参加反应的Fe的质量为7a g。 课堂练习5、为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　) 解析：由题意知(w1－w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品中NaHCO3质量为x g，由此可得到如下关系： 解:设原溶液中CuCl2和FeCl3的物质的量分别为x、y。 Cu2++Fe═Fe2++Cu　Δm(质量增大) 2Fe3++Fe══3Fe2+　Δm(质量减小) 1 mol (64 g-56 g)=8 g 2 mol 56 g x 8x y 28y 将足量铁粉加入一定浓度的氯化铁和氯化铜的混合溶液中,充分反应后,剩余固体的质量与加入铁粉的质量相同,求原溶液中氯化铜和氯化铁的物质的量之比。 【评价训练】 任务三：化学计算中的常用方法 反应前后固体质量相等得:8x=28y,解得x∶y=28∶8=7∶2。 【课堂小结】 1.有关化学方程式的计算的等式关系。 各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比=各粒子的粒子数之比 =相同条件下的气体的体积之比。 2.化学方程式的一般计算步骤。 设—写—标—列—解—答 1．(守恒法)将200 g质量分数为7.3%的盐酸，加入14.4 g由Na2O2、Na2CO3、NaOH组成的混合物中，充分反应后，继续加入一定质量的氢氧化钠，反应至溶液恰好生成NaCl，蒸发结晶，最终得到的固体质量为(　 ) A．8 g　　B．15.5 g　　C．23.4 g　　D．无法计算 浸润素养训练 C 2．(关系式法)碳酸铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g的上述混合物，恰好消耗1.0 mol·L－1盐酸500 mL。灼烧等量的上述混合物，得到氧化铜的质量是(　 ) A．15 g B．30 g C．20 g D．35 g C 3．(差量法)将8 g铁片放入200 mL CuSO4溶液中，Cu2＋全部被置换后，取出附有铜的铁片洗涤、干燥、称重，其质量变为8.2 g，则原溶液中CuSO4的物质的量浓度是(　 ) A．0.125 mol·L－1 B．0.175 mol·L－1 C．0.25 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1 A n(Al)＝＝＝0.2 mol ＝ D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 　65 g　　　　　　　　 1 mol 　3.25 g　　　　　　　 x L C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 　1 mol　　　　　　　　22.4 L 　0.05 mol　　　　　　 x L [解析]　(1)根据溶液中电荷守恒： n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.1 L×3 mol·L－1＝0.3 mol 根据C原子守恒： n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝n(CO2)＝ ＝0.2 mol① (2)根据电子守恒： ×2＝×2 V＝22.4 L。 根据Na原子守恒： 2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.3 mol② 根据方程式①②解得n(Na2CO3)＝0.1 mol。 [答案]　(1)0.3 mol　0.1 mol　(2)22.4 [解析]　根据化学方程式可推知关系式 Fe2O3～3CO2～3CaCO3 1 mol 3 mol mol n(CaCO3) n(CaCO3)＝3 mol，m(CaCO3)＝300 g。 [答案]　300 解析：根据Cl原子守恒可知，n(NaCl)＝n(HCl)＝＝0.4 mol，故m(NaCl)＝0.4 mol×58.5 g·mol－1＝23.4 g。 $$