3.2.3 物质的量在化学方程式中的应用 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 第3课时 物质的量在化学方程式中的应用 化学·必修1·第三章 通渭一中 授课人：李丽萍 人教版 必修第一册 物质是由原子、分子、离子等粒子构成，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。化学方程式中的化学计量数可以明确地表示化学反应中粒子之间的数目关系。 复习回顾 人教版 必修第一册 【学习任务一】从物质的量的角度认识化学方程式的意义 宏观（质量关系）角度： 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2 2 2 1 ∶ ∶ ∶ 46g 36g 80g 2g ∶ ∶ ∶ 2mol 2mol 2mol 1mol ∶ ∶ ∶ 化学计量数之比 物质的量之比 质量之比 人教版 必修第一册 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 扩大 6.02×1023倍 2×6.02×1023 2×6.02×1023 2×6.02×1023 1×6.02×1023 ∶ ∶ ∶ 物质的量之比 微观（微粒数目）角度： 化学计量数之比 2 2 2 1 ∶ ∶ ∶ 2mol 2mol 2mol 1mol ∶ ∶ ∶ 化学方程式中各种物质的化学计量数等于各物质的物质的量之比。 人教版 必修第一册 【学习评价一】 2.3g的金属钠放入足量水中，若所得溶液体积为VL,则溶液中含溶质的浓度为___________；含Na+数目为____________。 解析：求出Na的物质的量，根据反应中各物质的物质的量之比等于化学计量数之比。 n(Na)=m/M=2.3g÷23g/mol=0.1mol n(NaOH)=0.1mol c(NaOH)=0.1mol/VL=0.1Vmol/L N(Na+)=0.1×6.02×1023=6.02×1022 人教版 必修第一册 【例题 】 250 mL2mol/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)生成的H2的体积 (标准状况 )。 【学习任务二】学会应用物质的量进行化学方程式计算。 (1) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑ 1 1 【解 】参加反应的H2SO4的 物质的量为:0.25L×2mol/L=0.5mol n(Fe) 0.50mol 化学反应各物质的物质的量之比等于化学计量数之比 1 1 n(Fe) 0.50mol = n(Fe) = 0.50mol 人教版 必修第一册 【解 】参加反应的H2SO4的 物质的量为:0.25L× 2mol/L=0.5mol (2) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑ 1 1 0.50mol n(H2) n(H2)=0.5mol 标况下，V（H2）=n·Vm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L 解法一：先求出n(H2)，再求V（H2） 1 1 0.50mol n(Fe) = 1mo1 1mol 0.50mol (2)Fe + H2SO4 =FeSO4+H2↑ 22.4L 1. 可以用质量，气体体积，物质的量等物理量表示，左右相当。 V(H2) 2. 上下单位（物理量）一致 解法二： 1mol 0.50mol 22.4L V(H2) = V(H2) = 11.2L 人教版 必修第一册 补充：若求算生成的H2的质量，还可以怎样列关系式。 【例题 】 250 mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。 1mo1 0.50mol (2)Fe + H2SO4 =FeSO4+H2↑ m(H2)=1g 2g m(H2) 1mol 0.50mol 2g m(H2) = 人教版 必修第一册 【总结】 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。 2. 进行物质的量应用于化学方程式的计算时，须按以下步骤进行：　 ①写出有关反应方程式　 ②在化学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　 注意：左右比例相当，上下单位一致 ③列出比例式 ④根据比例式求解 人教版 必修第一册 9 【学习评价】 A. Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑ 2mol 67.2L 2.7g aL 1. 标准状况下，2.7g铝与足量的盐酸反应生成aL的氢气，化学方程式比例关系正确的是（ ） B. 2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3H2↑ 27g 22.4L 2.7g aL C. 2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3H2↑ 54g 67.2L 2.7g aL D. 2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3H2↑ 54g 3mol 2.7g aL C 人教版 必修第一册 【学习任务三】化学计算中常用的方法 1. 关系式法 化学计算的依据是物质之间量的比例关系，这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中得到。 例如：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2 ； 有关Al和NaOH、H2的反应比例关系为：2Al ~ 2NaOH ~ 3H2 有些反应很复杂，或者如已知物和待求物之间是靠多个反应来联系的，这时直接确定已知量和未知量之间的比例关系求解。 人教版 必修第一册 （1）质量守恒：反应前后元素的原子个数守恒； 例如：2.3g金属钠通过多步反应完全转化为_______mol Na2CO3。 列关系式： 2Na ~ Na2CO3 （2）得失电子守恒：氧化剂得电子总数 = 还原剂失电子总数。 2Al ~ 3H2 2. 守恒法的应用 【思考】如何快速确定已知量和未知量之间的关系式呢？ 例如：由金属铝或碱反应制备H2，根据得失电子守恒确定关系式： 人教版 必修第一册 　　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_____。 例3 ＋4 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。 人教版 必修第一册 （3）电荷守恒： 电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数； 离子方程式中，反应物所带电荷总数等于生成物所带电荷总数且电性相同 　　某溶液中只含有Na＋、Al3＋、Cl－、SO42- 四种离子，已知前三种离子的个数比为3∶2∶1，则溶液中Al3＋和SO42- 的个数比为 A.1∶2 B.1∶4 C.3∶4 D.3∶2 例4 √ 人教版 必修第一册 2.(P80教材习题6）相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下体积之比为( )。 A.1:1 B.1:6 C.2:3 D.3:2 A 【学习评价】 人教版 必修第一册 3.(教材P80练习与应用10）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：设生成生成氢气（标准状况下）的体积为V(H2) 5.4g 54g 67.2L V(H2) = V(H2)=6.72L 答：生成氢气（标准状况下）的体积为6.72L。 人教版 必修第一册 16 3.差量法 如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。该差量的大小与反应前后物质相关量的实际用量成正比。 根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出“理论差量” 差量法就是借助这种比例关系，解决一定量变的计算题的方法。 人教版 必修第一册 解：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　Δm(增加)56 g　　　　　　　　64 g　　 8 gm(Fe)　　　　　　　　　　 4 g m(Fe)＝28 g。 m(Fe) 56 g 4 g 8 g ＝ 把一铁棒插入CuSO4溶液后，过一段时间取出，铁棒质量增加了4 g，据此可求出参加反应的Fe的质量。 例5 人教版 必修第一册 【学习评价】 4.已知：①碳酸钠高温下不分解；②碳酸氢钠受热发生分解反应：2NaHCO3　　　　Na2CO3＋H2O＋CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19 g，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：设混合物中碳酸氢钠的质量为m，则： 168　　　　　 106 　　 62 m 　　 3.1 g 则碳酸钠的质量为19 g－8.4 g＝10.6 g。 人教版 必修第一册 19 (2)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况)是________ L。 3.36 解：剩余固体为碳酸钠，质量为19 g－3.1 g＝15.9 g， 根据碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为0.15 mol，标准状况下的体积为0.15 mol×22.4 L·mol－1 ＝3.36 L 。 人教版 必修第一册 4.方程组法 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。 人教版 必修第一册 解：(1)消耗HCl：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 mol　　 6 mol x　　　 3xFe　 ＋　 2HCl===FeCl2＋H2↑1 mol　　 2 mol y　　　　 2y 解得x＝0.02 mol，y＝0.01 mol 3x＋2y＝0.08 mol 27 g·mol-1 × x＋56 g·mol-1 × y＝1.1 g 把铁、铝混合物1.1 g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)。(1)反应中消耗HCl的物质的量是________。(2)该混合物中铝的物质的量是________，铁的物质的量是________。 例6 人教版 必修第一册 5.过量计算 所谓过量计算，是指在化学反应中物质之间没有完全反应，某种物质的量有剩余。 如果一个反应中两种反应物的量均已给出，则应先通过计算判断两种反应物是否反应完全，如果不是恰好完全反应，应通过计算确定哪种物质有剩余，在此基础上，利用非过量的反应物进行计算。 人教版 必修第一册 （配套练习小本179页13题） 甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1的盐酸和100 mL 4.0 mol· L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为 A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1 √ 解析：甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 mol 根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知， 5.4 g(即0.2 mol)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时，盐酸不足量而NaOH过量，故Al与盐酸反应生成0.2 mol H2，与NaOH溶液反应生成0.3 mol H2，其体积比为2∶3。 人教版 必修第一册 归纳总结 (1)有关化学方程式计算的等式关系 各物质的化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质构成粒子的粒子数之比＝相同条件下气体的体积之比。 (2)化学计算中常用方法 ①守恒法(质量守恒、电荷守恒、电子守恒) ②差量法(质量差值法、体积差值法) ③关系式法(利用元素守恒建立关系式、利用方程式建立关系式、利用电子守恒建立关系式) ④方程组法(两个已知量求解混合物中两种物质的未知量) ⑤过量计算（判断过量，利用非过量的物质进行计算） 人教版 必修第一册 Thanks for listening ! 人教版 必修第一册 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　质量减少Δm 故m＝×168＝8.4 g， n(Na2CO3)＝＝0.15 mol， $$