第1章 专题提升系列(一)物质的量在化学方程式计算的应用-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版2019 单选）

一、物质的量在化学方程式计算中的应用 1．化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 　　　　　 　2CO＋　O22CO2 化学计量数 2 1 2 扩大NA倍 2NA NA 2NA 物质的量 2 mol 1 mol 2 mol 质量 56 g 32 g 88 g 标况下气体体积 44.8 L 22.4 L 44.8 L 结论： (1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其物质的量之比。 (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其体积之比。 2．物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤 1．利用太阳能分解水制氢，若光解0.02 mol水，下列说法正确的是右右右(　　) A．可生成H2的质量为0.02 g B．可生成氢的原子数为2.408×1023个 C．可生成H2的体积为0.224 L(标准状况) D．生成H2的量理论上等于0.04 mol Na与水反应产生H2的量 D　[根据2H2O2H2↑＋O2↑可知，光解0.02 mol H2O，生成0.02 mol H2，质量为0.04 g，A项错误；生成0.02 mol H2，氢的原子数为6.02×1023mol－1×0.04 mol＝2.408×1022，B项错误；标准状况下，生成H2的体积为22.4 L·mol－1×0.02 mol＝0.448 L，C项错误；根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑可知，生成0.02 mol H2，需要0.04 mol Na，D项正确。] 2．已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22，在反应X＋2Y===Q＋R中，当1.6 g X与一定量Y完全反应后，生成4.4 g R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．46∶9 B．32∶9 C．23∶9 D．16∶9 C　[假设Q和R的相对分子质量分别为9a、22a，设生成4.4 g R时生成物Q的质量是x， X＋2Y===Q＋R 　　　　　9a　22a 　　　　　x　4.4 g 根据＝，解得：x＝1.8 g，由质量守恒可知参加反应的Y的质量为4.4 g＋1.8 g－1.6 g＝4.6 g，所以参与反应的Y和生成物Q的质量之比为4.6 g∶1.8 g＝23∶9，故选C。] 二、化学计算中的常用技巧 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，可通过直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”进行计算。 (1)根据多步反应的化学方程式确定关系式 写出发生反应的化学方程式，根据“中间”物质物质的量的关系写出关系式。 如：把一定量CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。 发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋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 上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 例如由硫黄制取H2SO4的三步反应为： S＋O2SO2；2SO2＋O22SO3 学生用书↓第29页SO3＋H2O===H2SO4。 反应中已知量与未知量之间的关系为： S―→SO2―→SO3―→H2SO4 　　 1 mol　1 mol　1 mol　1 mol 即S～H2SO4。 2．差量法 根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出有关方面或角度的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物、生成物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。 (1)固体质量差 对化学反应CuO＋H2Cu＋H2O中的固体物质作定量研究会发现，每80 g CuO发生反应，同时有64 g Cu生成，反应前后固体的质量差为16 g，此质量关系可表示为 CuO＋H2Cu＋H2O　固体质量差(Δm) 80 g　　　 　64 g　　　　16 g 这个固体质量差(Δm)我们称之为“差量”。若取任意量的CuO与H2发生化学反应，参加反应的固体与生成的固体在质量上有定量关系：＝＝。 (2)气体体积差 实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3。将8 L氧气通过放电管后恢复到原状况，得到气体6.5 L，据此求臭氧的体积。 3O22O3　　ΔV 3　　　　2　　　1 　 V(O3)　8 L－6.5 L ＝，V(O3)＝3 L。 1．如图所示，在密闭容器中，一边装有一定量的金属钠，一边装有一定量的氧化汞，同时加热容器的两部分，钠和氧化汞都完全反应后，恢复到原温度，容器内空气的成分仍不变。则钠和氧化汞的物质的量之比是右右右(　　) A．1∶1　　　　　　　 B．3∶1 C．4∶1 D．1∶4 A　[根据题意可知关系式：2Na～Na2O2～2HgO，由关系式可知Na与HgO的物质的量之比为1∶1，A项正确。] 2．现有两份Na2CO3与NaHCO3的混合物X和Y。已知Na2CO3受热难分解，而NaHCO3受热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 (1)现取5.00 g混合物X，充分加热后混合物质量减少了0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为________。 (2)现取5.00 g混合物Y，充分加热至恒重，把放出的气体通入足量澄清石灰水中，生成2.00 g沉淀，则原混合物中碳酸氢钠的质量分数为________。 解析：(1) 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　Δm 　2×84 g　　　　　　　　　　　　　62 g m(NaHCO3) 0.31 g 则＝， 解得m(NaHCO3)＝0.84 g，原混合物中Na2CO3的质量为5.00 g－0.84 g＝4.16 g。 (2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑， Ca(OH)2＋CO2===H2O＋CaCO3↓，由此得关系式： 2NaHCO3～CO2～CaCO3 设原混合物中含NaHCO3质量为x ＝，解得x＝3.36 g， 则w(NaHCO3)＝×100%＝67.2%。 答案：(1)4.16 g　(2)67.2% 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 B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 65 g　　　　　　　　1 L 3．25 g x L C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 1 mol　　　　　　　22.4 L 0．05 mol x L 学生用书↓第30页D.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 65 g　　　　　　　　1 mol 3．25 g x L C　[在使用物质的量进行有关计算时，左右单位可以相同，也可以不相同，但必须符合方程式中物质的相应的物质的量关系，但上下单位必须相同，故C符合；故选C。] 2．(2023·上海市进才中学)实验室中需要标准状况下11.2 L CO2，现用含CaCO380%的石灰石与足量的稀盐酸反应(杂质不反应)，需要该石灰石的质量是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．50 g B．62.5 g C．100 g D．125 g B　[标准状况下11.2 L二氧化碳的物质的量是11.2 L÷22.4 L/mol＝0.5 mol，根据碳原子守恒可知需要碳酸钙的质量是0.5 mol×100 g/mol＝50 g，所以需要该石灰石的质量是50 g÷0.8＝62.5 g。答案选B。] 3．将4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将该混合气体通过放电，恰好完全反应。则它们的物质的量之比为(　　) A．1∶1∶1 B．1∶1∶2 C．1∶2∶1 D．4∶3∶2 D　[Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应得到的气体是H2和O2的混合物，将该混合气体通过放电，恰好完全发生反应：2H2＋O22H2O，说明H2、O2反应的物质的量之比为2∶1。标准状况下得到672 mL混合气体的物质的量n＝＝0.03 mol，因此混合气体中含有H2为0.02 mol，O2为0.01 mol；根据反应方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑中物质反应转化关系可知n(Na)＝2n(H2)＝0.04 mol；根据反应方程式2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑中物质反应转化关系可知n(Na2O2)＝2n(O2)＝0.02 mol；则m(Na)＝0.04 mol×23 g·mol－1＝0.92 g，m(Na2O2)＝0.02 mol×78 g·mol－1＝1.56 g; 4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混合物中含有m(Na2O)＝(4.34－0.92－1.56) g＝1.86 g，则n(Na2O)＝＝0.03 mol。故它们的物质的量之比为0.04∶0.03∶0.02＝4∶3∶2；故选D。] 4．化学实验中残余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收，以防污染空气。已知Cl2与NaOH发生反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。若有3.20 g氢氧化钠发生了化学反应，试求： (1)生成NaCl的质量为________g。 (2)生成NaClO的物质的量为________ mol。 (3)被吸收的氯气在标准状况下的体积为________ L。 解析：3.20 g NaOH的物质的量为＝0.08 mol； Cl2　＋　2NaOH===NaCl　＋　NaClO＋H2O 1 mol　　 2 mol　　1 mol　　 　　1 mol n(Cl2)　　0.08 mol　n(NaCl)　n(NaClO) (1)＝，得n(NaCl)＝0.04 mol，故m(NaCl)＝0.04 mol×58.5 g·mol－1＝2.34 g。 (2)＝，得n(NaClO)＝0.04 mol。 (3)＝，得n(Cl2)＝0.04 mol，故V(Cl2)＝0.04 mol×22.4 L·mol－1＝0.896 L。 答案：(1)2.34　(2)0.04　(3)0.896 5．将一块质量为10.8 g表面(常温时)已被氧化的金属钠投入100 g水中，产生0.20 g气体，回答下列问题： (1)金属钠和水反应的化学方程式：_________________________________________________ ________________________________________________________________________； (2)氧化钠的质量为________g； (3)所得溶液的质量分数为________。 解析：(1)金属钠与水反应生成NaOH和氢气，其反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；(2)根据反应方程式，设生成0.2 g氢气消耗x g Na则 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 46　　　　　　　　　　　2， x　　　　　　　　　　　0.2 g， 即＝，解得x＝4.6 g，氧化钠的质量为(10.8－4.6)g＝6.2 g；(3)所得溶液为NaOH溶液，其中氧化钠(Na2O＋H2O===2NaOH)和金属钠反应生成的NaOH质量为×80 g＋×80 g＝16 g，溶液质量为(10.8＋100－0.2)g＝110.6 g，溶质质量分数为×100%≈14.47%。 答案：(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ (2)6.2 (3)14.47% 学科网（北京）股份有限公司 $$