专题2 第2单元 第2课时 化学反应的计算（Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（苏教版2019）

第2课时　化学反应的计算 [学习目标] 1．了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要性。 2．能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单的计算。 [对应学生用书P48] 知识点一　以物质的量为中心的基本计算 1．以物质的量为中心的转化关系图 2．计算公式 n＝＝＝　　＝__c·V溶液__。 1．与阿伏加德罗常数(NA)有关的计算与判断 题目一般围绕“物质的量”考查物质质量、体积、物质的量浓度、微粒数之间的相互换算。涉及微粒中的分子数、原子数、质子数、中子数、电子数，溶液中的分子数、离子数等。 一般解题思路：先将“物质质量、体积、物质的量浓度”转化为“物质的量”，再结合物质的组成与结构特点，将“物质的量”转化为相关微粒数等。 (1)关注“22.4 L·mol－1”的使用条件 “标准状况”和“气体”。有时给出气体体积，但未指明状态或不是标准状况；说明标准状况，但物质不是气态，都不能使用22.4 L·mol－1。在标准状况下，不是气态的物质常见的有水、乙醇、CCl4、乙酸等。 (2)关注“温度、压强”的影响 给出物质的质量或物质的量，则“温度、压强”均为无效条件。 (3)要注意特殊物质的组成 ①气体单质的组成除常见的双原子分子外，还有单原子分子(如He、Ne等)、多原子分子(如O3等)。 ②一些物质中的离子数目。如熔融状态下NaHSO4由Na＋和HSO构成等。 ③Fe(OH)3胶体中，因为胶体微粒是集合体，所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3＋的数目。 (4)要注意溶液中的微粒数目的表示方法 ①给出溶液的浓度，有没有给出溶液体积(若没有，无法计算对应物质的物质的量)。 ②求算溶质的分子数、离子数，需要考虑角标因素、电离等。 ③求算溶液中分子、离子、原子的数目，有时要考虑溶剂水。 2．有关溶液组成的计算 已知溶液中某种离子的物质的量浓度，求其他离子的物质的量浓度 解答该类题目通常依据定组成定律和电荷守恒规律。 (1)定组成定律 电解质溶液中，阴、阳离子的物质的量浓度之比＝化学组成中的离子个数之比。 例如，已知Na2SO4溶液中c(SO)＝1 mol·L－1，则c(Na＋)＝2 mol·L－1，c(Na2SO4)＝1 mol·L－1。 (2)电荷守恒规律 电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数＝阴离子所带的负电荷总数，溶液呈电中性。 例如，在KCl、Al2(SO4)3混合溶液中： c(K＋)×1＋c(Al3＋)×3＝c(Cl－)×1＋c(SO)×2 1．用NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是(　　) A．标准状况下，22.4 L H2O含有的分子数为NA B．常温常压下，1.06 g Na2CO3含有Na＋数为0.02NA C．通常状况下，NA个CO2分子占有的体积为22.4 L D．物质的量浓度为0.5 mol·L－1的MgCl2溶液中，含有Cl－个数为NA 解析　A项，标准状况下，H2O为液态；B项，n(Na2CO3)＝＝0.01 mol，n(Na＋)＝2n(Na2CO3)＝0.02 mol，则N(Na＋)＝0.02NA；C项，NA个CO2为1 mol，在标准状况下的体积为22.4 L；D项，未知溶液的体积，无法确定Cl－数。 答案　B 2．(1)①在质量分数为28%，密度为1.2 g/mL的KOH水溶液中，OH－与H2O数目之比是________，KOH的物质的量浓度为__________。 ②“质量摩尔浓度”是用溶液中溶质的物质的量除以溶剂的质量，称为该溶质的质量摩尔浓度。则该KOH溶液的质量摩尔浓度为________mol/kg(保留两位有效数字)。 ③若用该溶液与质量分数为12%的KOH溶液等体积混合，所得混合液的质量分数________(填“大于”“小于”或“等于”)20%。 (2)某无土栽培用的营养液，要求KCl、K2SO4和NH4Cl三种固体原料的物质的量之比为1∶4∶8。 ①配制该营养液后c(NH)＝0.016 mol/L，溶液中c(K＋)＝________。 ②若采用(NH4)2SO4和KCl来配制该营养液，则(NH4)2SO4和KCl物质的量之比为______。 解析　(1)①设体积为1 L则KOH质量为1000 mL×1.2 g/mL×28%＝336 g，则n(OH－)＝n(KOH)＝＝6 mol，含水质量为1000 mL×1.2 g/mL－336 g＝864 g，则n(H2O)＝＝48 mol，OH－与H2O数目之比为6NA∶48NA＝1∶8，KOH的物质的量浓度c＝＝6.0 mol/L；②该KOH溶液的质量摩尔浓度为＝6.94 mol/kg；③质量分数为12%的KOH溶液密度小于质量分数为28% KOH溶液，则等体积混合，所得混合液的质量分数，ρ1<1.2 g/mL，ρ2＝1.2 g/mL，则混合液的质量分数大于20%； (2)①KCl、K2SO4和NH4Cl三种固体原料的物质的量之比为1∶4∶8，则c(K＋)∶c(Cl－)∶c(NH)∶c(SO)＝(1＋4×2)∶(1＋8)∶8∶4＝9∶9∶8∶4，c(NH)＝0.016 mol/L，则溶液中c(K＋)＝0.018 mol/L；②用(NH4)2SO4和KCl来配制该营养液，需符合c(K＋)∶c(Cl－)∶c(NH)∶c(SO)＝(1＋4×2)∶(1＋8)∶8∶4＝9∶9∶8∶4，则(NH4)2SO4和KCl物质的量之比为4∶9。 答案　(1)①1∶8　6.0 mol/L　②6.94　③大于 (2)①0.018 mol/L　②4∶9 知识点二　物质的量应用于化学方程式的计算 1．从物质的量的角度认识化学方程式的意义 对于2H2＋O22H2O，可理解为__2_mol__ H2和__1_mol__ O2在点燃的条件下恰好完全反应生成__2_mol__ H2O。 2．某化学反应：　aX　 ＋ 　bY　===　cZ a b c a mol b mol c mol (1)在化学方程式中，反应物、生成物的物质的量之比等于相应的化学计量数之比。 (2)对于任意物质，其组成__微粒数目之比__等于其__物质的量之比__，即：N(A)∶N(B)＝n(A)∶n(B)。 (3)在同温同压下，气态物质的__微粒数目之比__等于__物质的量之比__，也等于体积之比，即： N(A)∶N(B)＝n(A)∶n(B)＝V(A)∶V(B)。 (4)不同物理量间的换算方法 aA(g)　　＋　bB(g)===cC(g)　　＋　dD(g) a×MA g b mol c×22.4 L d mol m(A) n(B) V(C) n(D) 则比例关系：＝＝＝ 单位关系：上下一致，左右对应。 物质的量应用于化学方程式计算的一般步骤 1．将1.15 g钠置于足量的水中，充分反应后，生成的NaOH的物质的量是多少？生成的气体在标准状况下是多大体积？已知Na与H2O发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 解析　生成0.05 mol NaOH、0.56 L H2 n(Na)＝＝0.05 mol， 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2　　　　　　 2　 　 1 0.05 mol　　n(NaOH)　n(H2) 2∶2＝0.05 mol∶n(NaOH)， n(NaOH)＝0.05 mol； 2∶1＝0.05 mol∶n(H2)， n(H2)＝0.025 mol， V(H2)＝0.025 mol×22.4 L·mol－1＝0.56 L。 答案　0.05 mol　0.56 L 2．400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.6 L Cl2(标准状况)完全反应(提示：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O)，计算： (1)生成NaClO的物质的量； (2)该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度。 解析　n(Cl2)＝＝0.25 mol。 2NaOH　＋　Cl2===　NaCl＋NaClO＋H2O 2 1 1 n(NaOH) 0.25 mol n(NaClO) 有2∶1＝n(NaOH)∶0.25 mol， n(NaOH)＝0.5 mol， 1∶1＝0.25 mol∶n(NaClO)， n(NaClO)＝0.25 mol， c(NaOH)＝＝1.25 mol·L－1。 答案　(1)0.25 mol　(2)1.25 mol·L－1 [对应学生用书P51] 1．对于2CO＋O2===2CO2的反应，下列说法正确的是(　　) A．反应物CO和O2的分子数之比等于摩尔质量之比 B．4.48 L(标准状况下)O2完全反应需要的CO的物质的量是0.2 mol C．4.48 L(标准状况下)O2完全反应生成的CO2的质量是17.6 g D．若有32 g氧气参与反应，则生成CO2的分子个数是6.02×1023个 答案　C 2．今有H2和CO(体积比为1∶2)的混合气体V L，当其完全燃烧时，需O2的体积为(　　) A．0.5V L　 B．3V L　　 C．V L　 D．2V L 答案　A 3．11.2 g Fe与500 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，生成标准状况下H2的体积为(　　) A．11.2 L B．2.24 L C．4.48 L D．3.36 L 答案　C 4．过氧化钠能与水发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气1.12 L。 计算需要称取过氧化钠的质量。反应后生成NaOH的物质的量是多少？ 解析　n(O2)＝＝0.05 mol， 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 　2　　　　　　 　4　　　1 n(Na2O2)　　　　n(NaOH)　0.05 mol 2∶1＝n(Na2O2)∶0.05 mol， n(Na2O2)＝0.1 mol， m(Na2O2)＝0.1 mol×78 g·mol－1＝7.8 g； 4∶1＝n(NaOH)∶0.05 mol， n(NaOH)＝0.2 mol 答案　7.8 g　0.2 mol 学科网（北京）股份有限公司 $$