第3章 第2节 第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 学业水平目标 学科核心素养 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作用 2．能够借助化学方程式用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的换算关系进行简单计算 1.能结合实验或生产、生活中的数据，并应用物质的量计算物质的组成和物质转化过程中的定量关系 2．建立物质的量的概念，基于物质的量定量认识物质的组成及物质的化学变化 　　　 以物质的量为中心的相关计算 1．图示关系(在横线上填写相应的内容) (1)物质的量、质量、微粒数目的多少均与温度、压强无关。 (2)物质的量浓度的大小与所取溶液的体积无关。 从以上例子可以看出： (1)任意物质的微粒(构成微粒，下同)数目之比等于　物质的量　之比。 (2)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，等于　气体体积　之比。 (3)同一种任意状态的物质的微粒数目之比等于　物质的量　之比。 (4)化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质微粒数目之比。 (5)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl22HCl可表示1 mol H2与 1 mol Cl2完全反应生成　2 mol　 HCl。 [预习质检] 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)化学反应前后反应物与生成物的质量一定相等。( √ ) (2)化学反应前后反应物与生成物的物质的量一定相等。( × ) (3)化学方程式中各物质的质量比等于化学方程式中化学计量数之比。( × ) (4)化学方程式中各物质的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比。( √ ) (5)计算时，各种物质不一定都用物质的量表示，也可以用质量表示。( √ ) (6)物质的量与其他各物理量换算时要做到“上下一致，左右相当”。( √ ) 　　　 物质的量在化学方程式计算中的应用 1．计算步骤 (1)写：写出相关的化学方程式。 (2)标：在方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系，并代入已知量和未知量。 (3)列：列出比例式。 (4)解：根据比例式求解。 (5)答：简明地写出答案。 2．物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项 (1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，而非质量之比。 (2)计算时，各种物质不一定都用物质的量表示，也可以用质量表示，气态物质还可以用体积表示，但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系；只要做到“上下一致，左右相当”即可。 3．有关物质的量的计算中的“三个规范” (1)书写规范：各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量，“N”表示微粒数。而“n”表示物质的量。 (2)符号规范： ①设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。 ②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：m(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。 (3)单位规范：把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。 ◆[典例示范] [例]　将2.3 g钠投入97.8 g水中，反应完毕后，得到100 mL溶液，计算： (1)产生的氢气在标准状况下的体积。 (2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数。 (3)所得氢氧化钠溶液中溶质的物质的量浓度。 [解题指南]　解答本题要注意以下两点： (1)明确题目中涉及的化学反应。 (2)明确相关的物理量和计算方法，利用相关的化学方程式计算。 [解析]　(1)2.3 g Na的物质的量为＝0.1 mol，则 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2 mol 22.4 L 0．1 mol V(H2) 产生的氢气在标准状况下的体积V(H2)＝＝1.12 L。 (2)0.1 mol Na完全反应生成0.1 mol NaOH，氢氧化钠的质量为40 g·mol－1×0.1 mol＝4 g，所得溶液质量为100 g，则所得溶液中氢氧化钠的质量分数为×100%＝4%。 (3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为＝1 mol·L－1。 [答案]　(1)1.12 L　(2)4% (3)1 mol·L－1 ◆[学以致用] 　镁铝合金具有很好的强度、刚性和尺寸稳定性，常用来制作又轻又薄的笔记本电脑、手机等的外壳。把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，在标准状况下生成6.72 L氢气。试计算： (1)该合金中铝的质量分数是　________　。 (2)该合金中镁与铝的物质的量之比是　________　。 (3)该合金溶于足量的盐酸中，标准状况下产生氢气的体积是　________　。 解析：(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，镁不反应，只有铝能与氢氧化钠溶液反应。设铝的物质的量为n(Al)，则： 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2 mol　　　　　　　　 3×22.4 L n(Al) 6.72 L 解得：n(Al)＝0.2 mol， m(Al)＝0.2 mol×27 g·mol－1＝5.4 g， 铝的质量分数为×100%≈52.9%。 (2)m(Mg)＝10.2 g－5.4 g＝4.8 g， n(Mg)＝＝0.2 mol， 则n(Al)∶n(Mg)＝1∶1。 (3)设由铝生成的氢气为V1(H2)，由镁生成的氢气为V2(H2)，由铝和镁与盐酸的反应可知： 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2 mol 3×22.4 L 0．2 mol V1(H2) 解得：V1(H2)＝6.72 L， Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 1 mol 22.4 L 0．2 mol V2(H2) 解得：V2(H2)＝4.48 L，V总(H2)＝V1(H2)＋V2(H2)＝6.72 L＋4.48 L＝11.2 L。 答案：(1)52.9%　(2)1∶1　(3)11.2 L 　把6.5 g锌加入50 g 20%的稀硫酸中，求算生成标准状况下氢气的体积。 (1)阅读题目分析，在进行本题的求算时，需要进行过量分析吗？ (2)根据计算型题目的解题流程，求算生成标准状况下氢气的体积。 [提示]　(1)此题将反应中两种反应物的量都已给出，则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应。如果不是恰好完全反应，应判断哪种物质有剩余，然后根据完全反应的量来计算。 (2)设6.5 g锌完全反应需要H2SO4的质量为x，则有 Zn　＋　H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 65 98 6．5 g x x＝＝9.8 g 因为9.8 g<50 g×20%＝10 g，所以H2SO4 过量，应按锌来计算。 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 65 g 22.4 L 6．5 g V(H2) V(H2)＝＝2.24 L 1．物质在发生化学反应时(　　) A．它们的质量一定相等 B．它们的物质的量一定相等 C．它们的质量比等于方程式中化学计量数之比 D．它们的物质的量比等于方程式中化学计量数之比 解析：D　[物质在发生化学反应时，它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比。] 2．用铝箔包裹0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)(　　) A．O2和H2的混合气体　 B．1.12 L H2 C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L H2 解析：C　[从钠和铝的性质入手，首先钠与水反应生成NaOH和H2，铝再与NaOH反应生成NaAlO2和H2，收集到的气体为两者产生的氢气之和，显然要比钠单独产生的H2多，故正确答案为C项。] 3．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3 解析：C　[由铝与盐酸反应的化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑及铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，生成等量氢气需HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。] 4．将足量的铁屑放入100 mL稀硫酸中充分反应后，生成标准状况下2.24 L H2。则稀硫酸的物质的量浓度为(　　) A．3 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．1 mol·L－1 D．无法计算 解析：C　[n(H2)＝＝0.1 mol 由Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 1 mol 1 mol n(H2SO4) 0.1 mol 则＝ n(H2SO4)＝0.1 mol c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1。] 5．28 g Fe与足量稀盐酸混合，充分反应。 (1)消耗HCl的质量是________________________________________________________________________； (2)生成FeCl2的物质的量为________________________________________________________________________； (3)标准状况下最多能收集到的气体的体积是________。 解析：Fe　＋　2HCl　===　FeCl2　＋　H2↑ 56 g 2×36.5 g 1 mol 22.4 L 28 g m(HCl) n(FeCl2) V(H2) m(HCl)＝＝36.5 g n(FeCl2)＝＝0.5 mol V(H2)＝×22.4 L·mol－1＝11.2 L 答案：(1)36.5 g　(2)0.5 mol　(3)11.2 L [课堂小结] 1．化学方程恒法、关系式法的应用等。式中各物质的化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比。 2．化学反应中常见的是某物质的物质的量、物质的量浓度或气体的体积的计算，特别是守 学科网（北京）股份有限公司 $$