3.2.2 物质的量在化学方程式中的应用 课件 -2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 课时2 物质的量在方程式中的应用 物质的量在化学方程式中计算的应用 质量 m (g) 微粒数 N 个 ÷M 物质的量 n(mol) ×M × NA ÷ NA 气体体积V ×22.4L·mol-1 6.02×1023 摩尔质量 溶液体积 ×物质的量浓度(c) ÷物质的量浓度 ÷22.4L·mol-1 标准 状况下 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。 请你回忆！ 物质的量与其它物理量之间的联系 物质的量在化学方程式中计算的应用 你知回忆！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 _____ _____ 质量 56 g _____ ____ 标况下气体体积 44.8 L ______ ______ 1 2 NA 2NA 1 mol 2 mol 32 g 88 g 22.4 L 44.8 L 结论：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，也等于同温同压下气体的体积之比 物质的量在化学方程式中计算的应用 1.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 ①设未知量，统一规定符号，如物质的量(n) ②写出反应的化学方程式或离子方程式，注意配平 ③找出已知量与未知量的关系，并写在对应物质的正下方 ④列比例式，求解 ⑤检查无误后，写出简明答案 例1 [2024·黑龙江牡丹江期中] 相同质量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应,所生成的氢气在标准状况下的体积比是( 　) A.2∶3 B.1∶1 C.3∶4 D.24∶27 C 物质的量在化学方程式中计算的应用 例2 某研究性学习小组通过实验探究镁铝合金的组成,实验装置如图所示。用托盘天平称量5.1 g 镁铝合金粉末,与足量稀硫酸充分反应,测得生成5.6 L H2(折算成标准状况下)。请你帮助该小组同学完成探究实验。 (1)该合金中Al和Mg的物质的量之比为　 。  1∶1　 (2)该合金中铝的质量分数为　　　　　(保留1位小数)。  52.9% 5 化学计算中的常用方法 1.关系式法——解答连续反应类型计算题的捷径 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 ②根据原子守恒确定关系式 ③利用关系式进行计算 化学计算中的常用方法 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。 解析　(1)根据化学方程式确定关系： CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 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 化学计算中的常用方法 2.差量法——质量差值法、体积差值法 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。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。 【例5】把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4 g，参加反应的Fe的质量为 _。 28 g 解析　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　Δm 　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g 　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　 4 g 化学计算中的常用方法 3.守恒法——质量守恒、电荷守恒、电子守恒 【例6】 4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。 10.6 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) 化学计算中的常用方法 4.方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量 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。 化学计算中的常用方法 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。 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。 1. 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)化学方程式2H2+O2 2H2O的意义为2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O。(　 ) (2)根据化学方程式进行计算时,各物质对应的各物理量的单位,左、右、上、下都必须相同。(　) (3)等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量的盐酸反应,产生的气体在相同状况下的体积之比为1∶2∶3。(　) (4)0.1 mol Zn和Fe的混合物与足量的稀硫酸反应,一定生成0.1 mol H2。(　 ) ×　　 √ √ √ (5)0.1 mol Al与足量的氢氧化钠溶液反应,生成3.36 L H2。(　) (6)将铝投入硫酸溶液中,当有3 mol电子发生转移时,反应的铝的质量为27 g。(　) (7)1 L 0.1 mol·L-1 硫酸溶液中加入0.2 mol Fe,生成0.2 mol H2。(　) ×　　 × √ 课堂训练 2.[2024·辽宁朝阳期末] MnO2与足量浓盐酸共热,收集到标准状况下的气体 22.4 L,理论上消耗HCl的物质的量和MnO2的质量分别是( 　) A.4 mol　87 g B.2 mol　43.5 g C.4 mol　43.5 g D.2 mol　87 g A　　 [解析] 22.4 L气体为1 mol,根据反应化学计量数关系: MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 1 mol　4 mol　　　　　 1 mol 故理论上消耗HCl和MnO2的物质的量分别4 mol和1 mol,所以消耗MnO2的质量是87 g,故选A项。 课堂训练 3. [2024·黑龙江哈尔滨月考] 将足量铁粉投入100 mL 1 mol·L-1 H2SO4和 1 mol·L-1 CuSO4混合液中,充分反应,消耗铁粉的总质量为 (　) A.5.6 g B.11.2 g C.16.8 g D.2.8 g B [解析] 100 mL 1 mol·L-1 H2SO4和1 mol·L-1 CuSO4混合液中n(H2SO4)=n(CuSO4)=0.1 L×1 mol·L-1=0.1 mol, 　Fe　+　H2SO4 =FeSO4+H2↑ Fe　+　CuSO4 =FeSO4+Cu 0.1 mol　0.1 mol 　 0.1 mol 　0.1 mol 则消耗铁粉的总质量为(0.1 mol+0.1 mol)×56 g·mol-1=11.2 g。 课堂训练 4. 13.7 g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热,共收集到标准状况下的气体1.12 L,则混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为 (　) A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶1 C [解析]混合物充分加热,NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O,则有 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 　2 mol　　　　　 　22.4 L n(NaHCO3)　　 　　 1.12 L =,则有n(NaHCO3)=0.1 mol,m(NaHCO3)=0.1 mol×84 g·mol-1= 8.4 g,从而推知m(Na2CO3)=13.7 g-8.4 g=5.3 g,n(Na2CO3)==0.05 mol,故 Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为0.05 mol∶0.1 mol=1∶2。 课堂训练 例1 [2024·陕西榆林月考] 将2.32 g Fe3O4溶解在过量热的稀硫酸中,当加入25 mL 0.1 mol·L-1 NaNO3溶液后,恰好能使其中的Fe2+全部转化为Fe3+,NaNO3完全转化为NxOy气体逸出,则NxOy是 (　)　　　　 　　　　　 　　　　　 A.N2O B.NO C.N2O3 D.NO2 A [解析] 1个Fe3O4中相当于有2个Fe3+和1个Fe2+,n(Fe3O4)===0.01 mol,n(NaNO3)=c·V=0.1 mol·L-1×0.025 L=0.002 5 mol,Fe2+失电子生成Fe3+,则硫酸亚铁作还原剂;硝酸根离子中氮元素化合价降低,作氧化剂,由得失电子守恒可知,Fe失去电子等于N得到电子,设N被还原后元素化合价为m,则0.01 mol×(3-2)=0.002 5 mol×(5-m),解得m=+1,只有N2O中N元素的化合价为+1价,故选A。 课堂训练 例2 已知:①碳酸钠高温不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热19 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,完全反应后固体质量减轻了3.1 g,求: (1)原混合物中碳酸钠的质量是　　　　g。  10.6　 [解析] 设混合物中碳酸氢钠的质量为m,则: 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑　质量减少Δm 168 g 62 g m 3.1 g 故m=×168 g=8.4 g,则碳酸钠的质量为19 g-8.4 g=10.6 g。 课堂训练 例2 已知:①碳酸钠高温不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热19 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,完全反应后固体质量减轻了3.1 g,求: (2)若将剩余固体溶于水配成300 mL溶液,其中c(Na+)是　　　　　　　　。    1 mol·L-1　　 [解析] 剩余固体为碳酸钠,质量为19 g-3.1 g=15.9 g,Na2CO3的物质的量为=0.15 mol,则n(Na+)=0.3 mol,所以c(Na+)==1 mol·L-1。 课堂训练 例2 已知:①碳酸钠高温不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热19 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,完全反应后固体质量减轻了3.1 g,求: (3)若向剩余固体中加入过量盐酸,反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是 　　　　L。  [解析] 设生成CO2的物质的量为x,则: Na2CO3+2HCl =2NaCl+H2O+CO2↑ 1 　 1 0.15 mol 　 x 故x=0.15 mol,则生成二氧化碳的体积(标准状况下)为0.15 mol×22.4 L·mol-1=3.36 L。 3.36 课堂训练 例3 [2024·江苏南菁高级中学月考] 聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]的组成可通过下列实验测定: ①称取一定质量的聚合硫酸铁配成100.00 mL溶液A; ②准确量取20.00 mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体11.65 g; ③准确量取20.00 mL溶液A,加入足量铜粉,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成250.00 mL溶液B; ④准确量取25.00 mL溶液B,用0.100 0 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液8.00 mL。  通过计算确定该聚合硫酸铁的化学式(写出计算过程)。 课堂训练 1. [2024·福建师大附中期中] 将0.195 g锌粉加入20.0 mL 0.100 mol·L-1 M溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是 (　) A.M B.M2+ C.M3+ D.MO2+ B [解析] 0.195 g Zn的物质的量为0.003 mol,20.0 mL 0.100 mol·L-1 M溶液中n(M)=20.0×10-3 L×0.100 mol·L-1=0.002 mol。设还原产物中M的化合价为 +x价,据得失电子守恒可得0.003 mol×(2-0)=0.002 mol×(5-x),解得x=2,故还原产物为M2+。 课堂训练 2. 将铁和氧化铁的混合物10.8 g加入100 mL 3.2 mol·L-1的盐酸中,恰好完全反应,滴入KSCN溶液后不显红色。若忽略溶液体积的变化,则在所得溶液中Fe2+的浓度约为(　) A.0.2 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1 C.0.8 mol·L-1 D.1.6 mol·L-1 D [解析]铁和氧化铁混合物溶于盐酸,恰好完全反应,滴加KSCN溶液后不显红色,则溶质为FeCl2。据Cl-守恒可知,n(FeCl2)=×0.1 L×3.2 mol·L-1=0.16 mol,则所得溶液中c(Fe2+)==1.6 mol·L-1。 课堂训练 3. 将一定质量的锌片(足量)放入500 mL CuSO4溶液中,待充分反应后取出锌片,洗净后称量,发现锌片比原来减轻了0.5 g,则该CuSO4溶液的物质的量浓度为 (　) A.0.5 mol·L-1 B.1 mol·L-1 C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1 B [解析] Zn与CuSO4溶液反应时,置换出来的Cu附着在锌片上。 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu　Δm(固体质量减轻) 65 g 1 mol　　 　　 64g 1 g n(Cu2+) 0.5 g =,解得n(Cu2+)=0.5 mol,所以c(CuSO4)==1 mol·L-1。 课堂训练 4. 通过下列方法测定产品纯度:准确称取0.500 0 g CuSO4·5H2O样品,加适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量KI溶液并用稀硫酸酸化,以淀粉溶液为指示剂,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液19.80 mL。测定过程中发生下列反应:2Cu2++4I- =2CuI↓+I2、2S2+I2 =S4+2I-。计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程)。 [答案]依据题目所给方程式可得关系式:2CuSO4·5H2O~I2~2Na2S2O3,则样品中CuSO4·5H2O的物质的量与Na2S2O3的物质的量相等,为0.100 0 mol·L-1×0.019 8 L=0.001 98 mol,CuSO4·5H2O的质量为0.001 98 mol×250 g·mol-1=0.495 g,则CuSO4·5H2O样品的纯度为×100%=99%。 课堂训练 课堂小结 新型合金 钛合金 储氢合金 耐热合金 形状记忆合金 物质的量在化学方程式中计算的应用 化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 化学计算中的常用方法 关系式法——解答连续反应类型计算题的捷径 差量法——质量差值法、体积差值法 守恒法——质量守恒、电荷守恒、电子守恒 方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量 谢谢观看 THANKS $$