3.2.3物质的量在化学方程式计算中的应用 课件 2024-2025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 第三章 铁 金属材料 第2课时　 物质的量在化学方程式计算中的应用 课堂导入 物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。 【思考】化学方程式中的计量数表示的是什么量的关系？ 2HgO 2Hg + O2 回顾旧知 = V Vm = m M n = N NA = cB∙ V 为定值，约等于6.02×1023 mol-1 物质确定则为定值，数值上等于该物质的相对原子(分子)质量 单位：g/mol 对于气体，标况下为定值，约为22.4L/mol 溶液的体积 【思考】物质的量与化学化学计量数之间有什么关系？ 结论：物质的量是联系各物理量的纽带，可以简便的进行各量之间的转换。 化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 2CO　＋　O2 2CO2 化学计量数 2 __ __ 扩大NA倍 2NA ___ ____ 物质的量 2 mol _____ _____ 标况下气体体积 44.8 L ______ ______ 1 2 NA 2NA 1 mol 2 mol 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___________之比，等于其___________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_______之比。 粒子数目 物质的量 体积 化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 【例题P85】250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算： （1）参加反应的铁屑的物质的量;（2）生成H2的体积（标准状况）。 解：参加反应的H2SO4的物质的量为：n(H2SO4)=2mol/L×0.25L=0.50 mol 1 1 n(Fe) 0.5 mol 答：参与反应铁屑的物质的量为 0.5 mol 反应方程式：Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑ 写 设 标 列 解 n(Fe)=0.5 mol 设参加反应的铁屑的物质的量为 n(Fe) 答 列比例式时， 可以横着列， 也可以竖着列 根据化学方程式计算的一般步骤 写 标 写出正确的化学方程式或离子方程式，注意配平 在有关物质下面标出已知物质和所求物质的相关数值 列 列出比例式 (可以横着比，也可以竖着比) 解 根据比例式求解并作答 答 设 将所求的物质为未知数 化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 【例题P85】250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算： （1）参加反应的铁屑的物质的量;（2）生成H2的体积（标准状况）。 n(H2)= 0.5 mol 0.5 mol n(H2) V(H2)= n(H2) × Vm =0.5mol×22.4L/mol=11.2L 答：生成H2的体积在标准状况下是11.2 L。 (2) Fe + H2SO4=FeSO4 + H2↑ 解法一： 解法二： 1 1 上下单位要相同， 左右要相对应 根据化学方程式先求物质的量，然后再换算求质量，气体体积等。可以用质量，气体体积，物质的量等表示，左右相当。 练习1 1、把 6.5g Zn 放入足量盐酸中，锌完全反应。计算：(1) 6.5g Zn 的物质的量； (2) 参加反应的HCl的物质的量； (3) 生成 H2 的体积(标准状况)。 0.1 mol 0.2 mol 2.24L 练习2 2、向 500mL NaOH溶液 中投入 10.8g Al ，二者恰好完全反应。计算： （1）Al的物质的量。 （2）生成标准状况下H2的体积。 （3）所得溶液的物质的量浓度。(假设反应后溶液体积依然500mL） n( Al) = m(Al) M(Al) = 0.4 mol 10.8 g 27 g/mol = 2Al＋2NaOH＋6H2O = 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2mol 3×22.4L V(H2) 0.4mol 上下单位要相同，左右要相对应 V(H2) = 13.44 L 解： 练习2 2、向 500mL NaOH溶液 中投入 10.8g Al ，二者恰好完全反应。计算： （3）所得溶液的物质的量浓度。(假设反应后溶液体积依然是 500mL ） 解： 2Al＋2NaOH＋6H2O = 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2 2 n (Na[Al(OH)4]) 0.4mol c(Na[Al(OH)4]) = = 0.8 mol/L n(Na[Al(OH)4]) = 0.4mol 0.4 mol 0.5L = V溶液 n(Na[Al(OH)4]) 练习3 计算电子的转移 3、将 8.1gAl 与足量的 NaOH溶液 反应，计算生成氢气 _____ L， 需要NaOH _____ mol，有 ____ mol电子转移。 2Al + 2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4]+ 3H2 ↑ ~ 6e- 54g 2mol 67.2L 6mol 8.1g xmol yL zmol x = 0.3mol y = 10.08L z = 0.9mol 10.08 0.3 0.9 练习4 过量与少量的问题 4、将 5.6 g 铁放入含有 0.05 mol H2SO4 的稀硫酸中充分反应， 生成标况下氢气的体积是多少? Fe + H2SO4 ＝FeSO4 +H2↑ 1 1 1 0.1mol 0.05mol x mol 注意：若给出两种反应物的量，要先判断哪种物质不足量， 再根据不足量的物质进行计算。 化学计算中的常用方法 1、关系式法 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。 (2)根据原子守恒确定关系式 最后利用关系式进行计算 化学计算中的常用方法 1、关系式法 [例题1] 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：(1)根据化学方程式确定关系 则关系式为 3CO～3CO2～3CaCO3 即 CO～CaCO3 (2)利用关系式进行计算 CO　～　CaCO3 28 100 m(CO) 10 g m(CO)＝2.8 g CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 或：根据C原子守恒确定关系式 练习 1、把 5.4gAl 放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，计算生成氢气的体积（标准状况下）。 列关系式： 2Al ~ 3H2 5.4g 54g 67.2L V(H2) 解： 5.4g 54g 67.2L V(H2) = V(H2)=6.72L 化学计算中的常用方法 ①质量守恒法 宏观特征：反应前后质量守恒。 微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒。 ②电荷守恒法： 溶液中阴、阳离子个数不一定相等，但正负电荷总数相等。在离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相同且电性相同。 ③得失电子守恒： 氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等 2、守恒法 化学计算中的常用方法 2、守恒法——质量守恒 [例题2] 4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。 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) 10.6 化学计算中的常用方法 2、守恒法——得失电子守恒（氧化还原反应） [例题3] 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。 类似题型：小本《导与练》106页14题 化学计算中的常用方法 2、守恒法——电荷守恒 在电解质溶液中，呈电中性：阴离子所带的电荷数 = 阳离子所带的电荷总数 [例题4] 在 NaCl、MgCl2、MgSO4 形成的混合溶液中： c(Na+)=0.1mol/L， c(Mg2+)=0.25mol/L， c(Cl-)=0.2mol/L， 则c(SO42-)= 。 0.2mol/L 化学计算中的常用方法 3、差量法 根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物的有关量成正比。 [例题5] 将一定量的铁放入稀硫酸中，完全反应后溶液质量增加 5.4 g，计算参加反应的铁的物质的量。 Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑ Δm 56 g 2 g 54 g m 5.4 g m=5.6g 化学计算中的常用方法 4、方程组法 方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量 一般方程组法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。 化学计算中的常用方法 4、方程组法 [例题6] 把 1.1 g 铁、铝混合物溶于 200 mL 5 mol·L-1 盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L-1 (溶液体积变化忽略不计)。求： (1)反应中消耗HCl的物质的量。(2)该混合物中铝、铁的物质的量。 (1) 消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L-1－0.2 L×4.6 mol·L-1＝0.08 mol (2)设Al、Fe的物质的量分别为 x、y。 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2　　 6 x　　 3x Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 1　　　2 y　　　2y 解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol 即 n(Al)＝0.02 mol，n(Fe)＝0.01 mol 小结 根据化学方程式计算的一般步骤： 设 写 标 列 解 答 $$