专题2 第2单元 第2课时 化学反应的计算-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册创新导学案word（苏教版2019）

化学　必修 第一册 第二课时　化学反应的计算 　　1.理解物质的量浓度的概念，并能掌握物质的量浓度的简单计算。2.能运用化学计量关系和物质的量概念研究溶液的组成。 1.确定溶液浓度的思路 将已知物质的量浓度的溶液与一定体积未知物质的量浓度的溶液反应，根据反应时消耗已知物质的量浓度溶液的体积，通过计算就能确定未知浓度溶液的物质的量浓度。 2.在化学方程式中，化学计量数之比等于相互作用的微粒数之比，等于参加反应的各物质的物质的量之比，对于有气态物质参加的反应，还等于气体的体积之比。具体关系如下： CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g） 化学计量数 1 2 1 2 微粒个数 NA 2NA NA 2NA 物质的量 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol 气体的体积 V 2V V 2V 物质的质量 16 g 64 g 44 g 36 g 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）化学方程式C＋H2O（g）CO＋H2可表示1 mol碳单质与1 mol水蒸气在高温条件下完全反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气。（　　） （2）书写化学方程式时，只要在化学方程式的左右两端写上反应物和生成物即可，如H2O===H2↑＋O2↑。（　　） （3）化学反应前后质量守恒，各原子的物质的量也守恒。（　　） （4）1 mol CaO与足量CO2充分反应后，质量增加了56 g。（　　） （5）物质的量浓度相同的氯化钠、氯化镁、氯化铝三种溶液，当溶液的体积比为3∶2∶1时，三种溶液中氯离子的物质的量之比为1∶2∶3。（　　） 答案：（1）√　（2）×　（3）√　（4）×　（5）× 知识点一　物质的量浓度的相关计算 1.根据定义式计算物质的量浓度 2.物质的量浓度与质量分数的关系 推导过程：设溶液体积为1 L，溶液密度为ρ g·mL－1，溶质的质量分数为w，溶质的摩尔质量为M g·mol－1。则 c＝＝ ＝ mol·L－1。 1.25 ℃时，某物质（无结晶水）的溶解度为S g，摩尔质量为M g·mol－1，已知其饱和溶液的密度为d g·mL－1，则其饱和溶液的物质的量浓度为（　　） A. mol·L－1 B. mol·L－1 C. mol·L－1 D. mol·L－1 答案：A 2.已知V L硫酸铁溶液中含Fe3＋ m g，则该溶液中Fe3＋的物质的量浓度为　　　　mol·L－1，SO的物质的量浓度为　　　　 mol·L－1，溶质的物质的量浓度为　　　　mol·L－1。 答案：　　 1.注意整体与部分的关系，如0.2 mol·L－1的Na2SO4溶液中→。 2.一般地，当题目告知溶液的密度时，计算溶液的体积利用公式V＝，要注意利用此公式计算出溶液的体积一般是mL，而公式cB＝中V的单位是L，所以要进行单位的统一。 知识点二　化学反应的计算 1.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 2.根据化学方程式计算需注意的问题 （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）如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须比较每种已知量与对应化学方程式中计量数比值大小，谁大谁过量，先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。 3.在反应X＋2Y===R＋2M中，已知R和M的摩尔质量之比为22∶9。当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，则在反应中Y和M的质量比为（　　） A.16∶9 B.23∶9 C.32∶9 D.46∶9 答案：A 解析：设R、M的摩尔质量分别为22a g·mol－1、9a g·mol－1。 X　＋　2Y===R　＋　2M 　　　　　22a g　 2×9a g 　　　　　4.4 g 则生成M的质量为＝3.6 g。 由质量守恒定律得参加反应的Y的质量为4.4 g＋3.6 g－1.6 g＝6.4 g。所以反应中Y和M的质量比为6.4 g∶3.6 g＝16∶9。 4.某老师在教学时需制备标准状况下2.24 L氢气，拟用足量锌粒和4 mol/L的盐酸反应来制取，试计算至少需要这样的盐酸多少升（写出具体计算过程）？ 答案：设至少需盐酸x L。 2HCl＋Zn===ZnCl2＋H2↑ 2 mol　　　　　　　22.4 L x L×4 mol/L　　　　2.24 L ＝ x＝0.05 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1.物质在发生化学反应时（　　） A.它们参加反应的质量一定相等 B.它们参加反应的物质的量一定相等 C.它们参加反应的质量之比等于方程式中化学计量数之比 D.它们参加反应的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比 答案：D 2.对于反应aA＋bB===cC＋dD（A、B、C、D表示物质的化学式，a、b、c、d为化学方程式中的化学计量数），下列说法不正确的是（　　） A.如果质量为m1的A与质量为m2的B恰好完全反应，则生成的C、D的质量之和一定等于（m1＋m2） B.参加反应的A和B的原子总数一定等于生成的C和D的原子总数 C.（a＋b）不一定等于（c＋d） D.A和B的元素种类不一定等于C和D的元素种类 答案：D 解析：根据化学反应前后参加反应的元素种类、原子个数、物质的总质量不变可知A、B、C正确，D错误。 3.将足量铁粉放入100 mL 0.1 mol·L－1 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 答案：C 4.有一未知浓度的盐酸25 mL，在加入0.05 mol·L－1 AgNO3溶液25 mL后，改加NaOH溶液，结果用去0.1 mol·L－1NaOH溶液25 mL，恰好完全中和，则盐酸的物质的量浓度为（　　） A.0.2 mol·L－1 B.0.15 mol·L－1 C.0.1 mol·L－1 D.0.25 mol·L－1 答案：C 解析：盐酸中加入AgNO3溶液，发生反应的是氯离子和银离子，氢离子并没有参加反应，所以加入的NaOH溶液与盐酸中的氢离子恰好完全反应，可计算出盐酸的物质的量浓度为0.1 mol·L－1。 5.将0.65 g锌加到50 mL 1 mol·L－1盐酸中，计算： （1）标准状况下生成H2的体积。 （2）若反应完成后，溶液体积仍为50 mL，则溶液中Zn2＋和H＋的物质的量浓度是多少？ 答案：（1）n（Zn）＝0.01 mol，n（HCl）＝0.05 mol，所以HCl过量，应根据Zn的物质的量进行计算 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 1 mol 22.4 L 0.01 mol V（H2） ＝ V（H2）＝0.224 L＝224 mL。 （2）溶液中n（ZnCl2）＝n（Zn）＝0.01 mol，c（Zn2＋）＝＝0.2 mol·L－1。 反应掉的n（HCl）＝2n（Zn）＝0.02 mol，c（H＋）＝＝0.6 mol·L－1。 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 物质的量浓度的相关计算 化学反应的计算 物质的量浓度的相关计算 化学反应的计算 物质的量浓度的计算、化学反应的计算 化学反应的计算 物质的量浓度的计算、化学反应的计算 化学反应的计算 题号 9 10 11 12 13 14 15 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 对点 物质的量浓度的相关计算 化学反应的计算 物质的量浓度的计算、化学反应的计算 化学反应的计算 物质的量浓度的计算、化学反应的计算 物质的量浓度的相关计算、化学反应的计算 化学反应的计算 一、选择题（每小题只有1个选项符合题意） 1.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列关于0.2 mol/L Ba（NO3）2溶液的说法不正确的是（　　） A.2 L溶液中的阴、阳离子（不考虑水的电离）总数为1.2NA B.500 mL溶液中NO浓度为0.2 mol/L C.500 mL溶液中Ba2＋浓度为0.2 mol/L D.500 mL溶液中NO总数为0.2NA 答案：B 2.标准状况下，2.8 g铁与足量的稀硫酸反应生成a L氢气，下列关系正确的是（　　） A.Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 mol 1 mol 2.8 g a L B.Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 56 g 1 L 2.8 g a L C.Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 mol 22.4 L 0.05 mol a L D.Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 56 g 2 g 2.8 g a L 答案：C 3.将标准状况下的a L HCl气体溶于1000 g水中，得到的盐酸密度为b g/cm3，则该盐酸的物质的量浓度是（　　） A. mol/L B. mol/L C. mol/L D. mol/L 答案：D 解析：由公式c＝可知：其中ρ＝b g/cm3，w＝，代入即可得出答案。 4.30 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液中加入20 mL 1 mol·L－1 H2SO4溶液后，再滴加2～4滴紫色石蕊溶液，加入紫色石蕊溶液后溶液应显（　　） A.蓝色 B.红色 C.紫色 D.无色 答案：A 解析：NaOH溶液与H2SO4溶液反应的化学方程式为： 2NaOH　＋　H2SO4===Na2SO4＋2H2O 2 mol 1 mol 0.06 mol 0.02 mol NaOH溶液过量，所以加入紫色石蕊溶液后溶液显蓝色。 5.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L，已知2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，该NaOH溶液的浓度为（　　） A.1.0 mol·L－1 B.2.0 mol·L－1 C.1.5 mol·L－1 D.3.0 mol·L－1 答案：B 解析：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 mol 67.2 L n（NaOH） 33.6 L n（NaOH）＝＝1.0 mol， c（NaOH）＝＝2.0 mol·L－1。 6.（2024·泉州七中高一期中）向等体积等浓度的AgNO3溶液中，分别滴加NaCl、MgCl2、AlCl3溶液，均恰好完全反应生成沉淀，则NaCl、MgCl2、AlCl3的物质的量之比为（　　） A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶2 D.9∶3∶1 答案：C 解析：向等体积等浓度的AgNO3溶液中，分别滴加NaCl、MgCl2、AlCl3溶液，均恰好完全反应生成沉淀，即三种溶液中含有的Cl－的物质的量相等，故有n（NaCl）＝2n（MgCl2）＝3n（AlCl3），则n（NaCl）∶n（MgCl2）∶n（AlCl3）＝6∶3∶2。 7.实验室为确定一瓶稀硫酸的浓度，用0.20 mol/L NaOH溶液中和50.00 mL该稀硫酸，当酸与碱恰好完全反应时，消耗NaOH溶液50.00 mL，下列说法正确的是（　　） A.该稀硫酸的物质的量浓度为0.10 mol/L B.该稀硫酸的物质的量浓度为0.20 mol/L C.在最终得到的溶液中，SO的物质的量为0.01 mol D.在最终得到的溶液中，Na＋的物质的量浓度仍为0.20 mol/L（忽略溶液体积变化） 答案：A 解析：当酸与碱恰好完全反应时，消耗NaOH溶液50.00 mL，n（NaOH）＝0.20 mol/L×0.05 L＝0.01 mol，根据化学方程式2NaOH＋H2SO4===2H2O＋Na2SO4，可知n（H2SO4）为0.005 mol，故该稀硫酸的物质的量浓度为＝0.10 mol/L，A正确，B错误；在最终得到的溶液中，n（SO）为0.005 mol，C错误；NaOH溶液中c（Na＋）为0.20 mol/L，在最终得到的溶液中，混合溶液体积为100.00 mL，Na＋的物质的量浓度为0.10 mol/L，D错误。 8.把5.1 g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6 L H2（标准状况），该合金中铝和镁的物质的量之比为（　　） A.1∶1 B.2∶1 C.3∶2 D.2∶3 答案：A 解析：n（H2）＝＝0.25 mol。设合金中含有Mg、Al的物质的量分别是x mol、y mol，可得24x＋27y＝5.1。根据 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2 3 y 1.5y Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 1 1 x x 则x＋1.5y＝0.25，两式联立，解得x＝0.1，y＝0.1，所以n（Al）∶n（Mg）＝y∶x＝1∶1。 9.20 ℃时，a g硝酸钾溶于b g水，形成V mL饱和溶液。下列关系式错误的是（　　） A.该溶液的物质的量浓度：c（KNO3）＝ mol·L－1 B.该溶液的质量分数：w（KNO3）＝% C.20 ℃时硝酸钾的溶解度S＝ g D.该溶液的密度ρ＝ g·L－1 答案：A 解析：c（KNO3）＝＝ mol·L－1，A错误。 10.将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管发生反应2NH3（g）N2（g）＋3H2（g）后，气体体积变为b L（气体体积均在同温同压下测定），该b L气体中NH3的体积分数是（　　） A. B. C. D. 答案：C 解析：设NH3分解的体积为x，则 2NH3（g）N2（g）＋3H2（g）　ΔV 2 1 3 2 x （b－a） L ＝ 解得x＝（b－a） L φ（NH3）＝＝。 11.有BaCl2和NaCl的混合溶液a L，将它均分成两份。一份滴加稀硫酸，使Ba2＋完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl－完全沉淀。反应中消耗x mol H2SO4、y mol AgNO3。据此得知原混合溶液中的c（Na＋）为（　　） A. mol·L－1 B. mol·L－1 C. mol·L－1 D. mol·L－1 答案：D 解析：溶液均分成两份，即每份溶液体积为 L，n（Ba2＋）＝n（H2SO4）＝x mol，n（Cl－）＝n（AgNO3）＝y mol，根据溶液呈电中性，得n（Na＋）＝（y－2x）mol，则c（Na＋）＝＝ mol·L－1。 12.氧化铜和氧化亚铁的混合物a g，加入2 mol/L的硫酸溶液50 mL，恰好完全溶解，若将a g的该混合物在过量的CO气流中加热充分反应，冷却后剩余固体的质量为（　　） A.1.6a g B.（a－1.6） g C.（a－3.2） g D.无法计算 答案：B 解析：由反应CuO～H2SO4，FeO～H2SO4，可知硫酸的物质的量与金属氧化物中氧原子的物质的量相等，n（H2SO4）＝0.05 L×2 mol/L＝0.1 mol，所以金属氧化物中氧元素的质量为0.1 mol×16 g/mol＝1.6 g，若将a g原混合物在足量CO中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体为金属单质，则质量为氧化物的质量减去氧元素的质量，为（a－1.6） g。 13.13.6 g Fe和Fe2O3的混合物，加入150 mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1.12 L H2，反应后的溶液中不存在Fe3＋。为中和过量的稀硫酸，并使铁元素全部转化为Fe（OH）2沉淀，恰好消耗了200 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液，则该稀硫酸中H2SO4的物质的量浓度为[已知：Fe＋Fe2（SO4）3===3FeSO4]（　　） A.2.25 mol·L－1 B.2 mol·L－1 C.3 mol·L－1 D.0.6 mol·L－1 答案：B 解析：根据题干信息可知，该混合物完全溶于过量稀硫酸后的溶液中溶质为FeSO4和H2SO4，涉及反应有Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O、Fe＋Fe2（SO4）3===3FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；再加入200 mL 3 mol·L－1 NaOH溶液，恰好发生反应2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O、FeSO4＋2NaOH===Fe（OH）2↓＋Na2SO4，即铁元素完全转化为Fe（OH）2沉淀时，溶液中的溶质只有Na2SO4，可得：n（Na＋）＝n（NaOH）＝2n（SO）＝2n（H2SO4），则0.2 L×3 mol·L－1＝2×0.15 L×c（H2SO4），解得c（H2SO4）＝2 mol·L－1。 二、非选择题 14.将过量的BaCl2溶液加入250 mL碳酸钠和硫酸钠的混合溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、干燥后得到6.27 g沉淀。向沉淀中加入过量的盐酸产生气体，最后有2.33 g沉淀未溶解。（写出具体计算过程） （1）求此混合溶液中硫酸钠的物质的量浓度。 （2）向沉淀中加入过量的盐酸充分反应，求最终产生的气体在标准状况下的体积。 答案：（1）生成的6.27 g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物，向沉淀中加入过量的盐酸后得到的2.33 g沉淀为硫酸钡，则n（Na2SO4）＝n（BaSO4）＝＝0.01 mol，则原溶液中硫酸钠的物质的量浓度为c（Na2SO4）＝＝0.04 mol/L。 （2）根据（1）可知，生成的碳酸钡的质量为6.27 g－2.33 g＝3.94 g，n（Na2CO3）＝n（BaCO3）＝＝0.02 mol，根据C原子守恒可知：n（CO2）＝n（Na2CO3）＝0.02 mol，标准状况下0.02 mol二氧化碳的体积为22.4 L/mol×0.02 mol＝0.448 L。 15.（2022·浙江1月选考）某同学设计实验确定Al（NO3）3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g，经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O，其中H2O的质量为3.06 g；残留的固体产物是Al2O3，质量为1.02 g。计算： （1）x＝____________________（写出计算过程）。 （2）气体产物中n（O2）＝_________mol。 答案：（1）9　 计算过程： 2[Al（NO3）3·xH2O]　～　Al2O3 2（213＋18x） g 102 g 7.50 g 1.02 g ＝　解得x＝9 （2）0.01 解析：（2）由题意知，n（Al2O3）＝＝0.01 mol，0.02 mol Al（NO3）3·9H2O分解产生的Al2O3为0.01 mol，产生的H2O是＝0.17 mol，设2 mol Al（NO3）3·9H2O分解产生的NO2、O2、HNO3分别为a mol、b mol、c mol，可得2[Al（NO3）3·9H2O]aNO2↑＋bO2↑＋cHNO3＋17H2O＋Al2O3，由N原子守恒得a＋c＝6、由H原子守恒得c＋34＝36、由O原子守恒得2a＋2b＋3c＋17＋3＝36，解得b＝1，故0.02 mol Al（NO3）3·9H2O分解产生的O2为0.01 mol。 12 学科网（北京）股份有限公司 $$