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(课件PPT)-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（人教版2019 单选）

第三章　铁　金属材料 第二节　金属材料 第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 目 录 新知学习探究 01 CONTENTS 03 知能达标训练 02 随堂巩固演练 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 新知学习探究 01 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 2 2 2 1 粒子个数 物质的量 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 2 mol 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 1 返回目录 第三章　铁　金属材料 化学•必修　第一册(配RJ版) 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[素养目标]　1.能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化，能运用物质的量与其他物理量之间的换算关系进行有关计算，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.运用物质的量、气体摩尔体积、摩尔质量之间的相互关系进行有关化学方程式的计算，建立计算模型，并会根据模型进行计算和论证。3.了解化学计算中的常用方法。 知识点一　物质的量在化学方程式计算中的应用 1．以物质的量为中心的计算 2．化学方程式中的定量关系 　　　　　2Na　 ＋　2H2O===2NaOH＋H2↑ eq \a\vs4\al(化学计量,数之比) 2　　∶ 2　　∶ 2　∶ 1 eq \a\vs4\al(扩大6.02,×1023倍) eq \a\vs4\al(2×6.02,×1023)∶eq \a\vs4\al(2×6.02,×1023)∶eq \a\vs4\al(2×6.02,×1023)∶eq \a\vs4\al(1×6.02,×1023) eq \a\vs4\al(物质的,量之比) ___ mol∶ ___ mol ∶ ___ mol∶ ___ mol 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的__________之比，也等于各物质的__________之比。 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＋Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2HCl可表示1 mol H2与1 mol Cl2完全反应生成_____________ HCl。 3．物质的量应用于化学方程式计算的一般步骤 1．若用10 kg含纯铁的质量分数为56%的工业废铁屑(所含杂质不与硫酸反应)与足量硫酸反应制取硫酸亚铁，根据化学方程式计算，铁的物质的量应是____________________ mol。 提示：100　铁的物质的量n＝m/M＝(10 000 g×56%)÷56 g·mol－1＝100 mol。 2．观察下列化学方程式，及各物质对应的物理量。 Fe　＋　H2SO4===　FeSO4　＋　H2↑ 56 g 1 mol 1 mol 22.4 L m(Fe) n(H2SO4) n(FeSO4) V(H2) (1)为什么利用化学方程式进行计算时，同一种物质的单位必须统一，而不同的物质则不必统一？ 提示：同一种物质用不同的物理量表示时，比例是相同的。例如1 mol铁和56 g铁完全相同。 (2)112 g铁与足量稀硫酸完全反应，生成标准状况下的氢气多少升？消耗2 mol·L－1硫酸的体积多少升？ 提示：Fe　＋　H2SO4===FeSO4　＋　 H2↑ 56 g 1 mol 22.4 L 112 g V(H2SO4)·2 mol·L－1 V(H2) eq \f(56 g,112 g)＝eq \f(1 mol,VH2SO4·2 mol·L－1)＝eq \f(22.4 L,VH2) 解得V(H2SO4)＝1 L　V(H2)＝44.8 L。 1．物质的量应用于化学方程式计算时的注意事项 (1)书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。 (2)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。 (3)如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。 2．计算类型 (1)基本计算 已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。 (2)过量计算 给出了两种反应物的量，求解某产物的量。 方法：按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。 1．将足量铁粉放入100 mL 0.1 mol·L－1的AgNO3溶液中，充分反应后析出的银的质量为(　　) A．10.8 g　　　　　　 B．6.4 g C．1.08 g D．3.2 g 解析　设析出银的质量为m g， Fe　＋　2AgNO3　===Fe(NO3)2＋2Ag 2 mol 216 g 0.1×100×10－3 mol m 解得m＝1.08 g。 答案　C 2．(2025·辽宁朝阳月考)MnO2与足量浓盐酸共热，收集到标准状况下的气体22.4 L，理论上消耗的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 解析　根据反应计量系数关系 MnO2＋4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 1 mol 4 mol 1 mol 故理论上消耗的HCl和MnO2的物质的量分别是4 mol和1 mol，所以消耗MnO2的质量是87 g，故选A。 答案　A 3．(2025·北京海淀期中)现有100 mL 4 mol·L－1的稀硫酸，将该溶液与足量的Fe反应，下列说法正确的是(　　) A．该稀硫酸中约有2.408×1023个硫酸分子 B．理论上消耗Fe的质量为22.4 g C．理论上生成H2的体积约为8.96 L D．从上述稀硫酸中取出10 mL，该10 mL稀硫酸的物质的量浓度为 0.4 mol·L－1 解析　硫酸是强电解质，稀硫酸中不存在硫酸分子，A错误；硫酸的物质的量为0.4 mol，消耗0.4 mol的铁，质量为22.4 g，B正确；未标明气体的状态，无法计算，C错误；溶液均一稳定，故浓度不变，D错误；故选B。 答案　B 知识点二　化学计算中常用的解题方法 类型一　守恒法 　向Al和Al2O3组成的混合物中加入100 mL稀硫酸，恰好完全反应，将所得溶液蒸干可得3.42 g Al2(SO4)3，则原硫酸溶液的物质的量浓度为(　　) A．0.1 mol·L－1　　　 B．0.2 mol·L－1 C．0.3 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1 [解析]　3.42 g Al2(SO4)3物质的量n[Al2(SO4)3]＝eq \f(3.42 g,342 g·mol－1)＝0.01 mol，由硫酸根离子守恒可知，n(H2SO4)＝n(SOeq \o\al(2－,4))＝3n[Al2(SO4)3]＝0.01 mol×3＝0.03 mol，硫酸溶液的浓度c＝eq \f(0.03 mol,0.1 L)＝0.3 mol·L－1，故答案选C。 [答案]　C 　某铁的氧化物(FexO)1.04 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为(　　) A．0.714 B．0.750 C．0.800 D．0.875 [解析]　FexO中Fe的平均化合价为＋eq \f(2,x)价，被氧化为Fe3＋，根据电子守恒可知，转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为eq \f(0.112 L,22.4 L/mol)×2＝0.01 mol，则有：eq \f(1.04 g,56x＋16g·mol－1)×(3－eq \f(2,x))×x＝0.01 mol，解得x＝0.875，故选D。 [答案]　D 　在含有K＋、Ba2＋、Na＋、NOeq \o\al(－,3)、Cl－的溶液中，c(K＋)∶c(Ba2＋)∶c(Na＋) ∶c(NOeq \o\al(－,3))＝1∶2∶3∶4，若c(K＋)＝0.1 mol·L－1，则c(Cl－)＝_________mol·L－1。 [解析]　若c(K＋)＝0.1 mol·L－1，则c(Ba2＋)＝0.2 mol·L－1、c(Na＋)＝0.3 mol·L－1、c(NOeq \o\al(－,3))＝0.4 mol·L－1，根据电荷守恒可知c(Cl－)＝0.1 mol·L－1＋0.2 mol·L－1×2＋0.3 mol·L－1－0.4 mol·L－1＝0.4 mol·L－1。 [答案]　0.4 1．原子守恒：反应前后，某原子的物质的量相等。 2．电子守恒：氧化还原反应中得电子总数等于失电子总数。 3．电荷守恒：电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数＝阴离子所带负电荷总数；离子方程式中，反应物所带电荷总数＝生成物所带电荷总数。 1．向200 mL 0.1 mol·L－1的FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，加热沉淀直到水分蒸干，再充分灼烧后得到固体的质量为(　　) A．1.44 g B．1.6 g C．1.8 g D．2.14 g 解析　FeCl2溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋完全沉淀，过滤，得到氢氧化亚铁沉淀，加热沉淀，再灼烧至质量不再变化，最终所得固体为Fe2O3。由Fe原子守恒可知，n(FeCl2)＝2n(Fe2O3)，200 mL 0.1 mol·L－1的FeCl2溶液中n(FeCl2)＝0.2 L×0.1 mol·L－1＝0.02 mol，所以n(Fe2O3)＝eq \f(0.02 mol,2)＝0.01 mol，固体质量为0.01 mol×160 g·mol－1＝1.6 g。故答案为B。 答案　B 2．某研究小组对离子方程式xR2＋＋yH＋＋O2===mR3＋＋nH2O分析研究，下列说法中不正确的是(　　) A．根据原子守恒，得出x和m的数值一定相等 B．根据电子守恒，得出x＝4的结论 C．根据电荷守恒，得出x与y的和一定等于m D．根据氧化还原反应关系得出：O2是氧化剂，R3＋是氧化产物 解析　根据R元素守恒，得出x和m一定相等，A正确；R元素化合价由＋2价升高为＋3价，氧元素化合价由0价降低为－2价，根据电子守恒，得出x＝4，B正确；根据电荷守恒，得出2x＋y＝3m，C错误；R元素化合价由＋2价升高为＋3价，氧元素化合价由0价降低为－2价，O2是氧化剂，R3＋是氧化产物，D正确。 答案　C 类型二　 差量法 　把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SOeq \o\al(2－,4)的物质的量浓度之比为____________________。 [解析]　 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑　Δm(固体质量减少) 1 mol 56 g n(H2SO4) m1g Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　Δm(固体质量增加) 1 mol 8 g n(CuSO4) m2 g 因为剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)，则m1 g＝m2 g，即56×n(H2SO4)＝8×n(CuSO4)，eq \f(nH2SO4,nCuSO4)＝eq \f(8,56)＝eq \f(1,7)，则eq \f(cH＋,cSO\o\al(2－,4))＝eq \f(1×2,1＋7)＝eq \f(1,4)。 [答案]　1∶4 原理：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”，如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。结合题目实际差量列出比例式进行解答。 3．将过量的锌片放入500 mL CuSO4溶液中，待充分反应后取出锌片，洗净、称量，发现锌片质量比原来减少了0.5 g，则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 解析　Zn与CuSO4溶液反应时，置换出来的Cu附着在锌片上。反应的离子方程式如下： Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu　 Δm 　1 mol 64－65＝－1 g 　n(Cu2＋) －0.5 g 则eq \f(1 mol,nCu2＋)＝eq \f(1 g,0.5 g)，解得n(Cu2＋)＝0.5 mol， 所以c(CuSO4)＝eq \f(0.5 mol,0.5 L)＝1 mol·L－1。 答案　B 类型三　 方程组法 　今有Na2O和Na2O2的混合物共7 g，溶于水后恰好被含0.1 mol H2SO4的溶液中和，则混合物中Na2O和Na2O2的物质的量之比为(　　) A．1∶1　 B．2∶1　 　 C．3∶4　 D．任意比 [解析]　设混合物中Na2O和Na2O2的物质的量分别是x mol、y mol，则62 g·mol－1x＋78 g·mol－1y＝7 g，恰好反应后生成0.1 mol硫酸钠，根据原子守恒可知2x＋2y＝0.2 mol，解得x＝y＝0.05 mol，则混合物中Na2O和Na2O2的物质的量之比为1∶1。 [答案]　A 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。 4．在一定条件下7 g炭粉与14 g氧气完全反应生成21 g氧化物，则生成物中CO与CO2的物质的量之比为____________________。 解析　根据碳原子守恒：n(CO)＋n(CO2)＝eq \f(7 g,12 g·mol－1)，根据氧原子守恒：n(CO)＋2n(CO2)＝eq \f(14 g,32 g·mol－1)×2，解得n(CO)＝eq \f(7,24) mol，n(CO2)＝eq \f(7,24) mol，故生成物中CO与CO2的物质的量之比是1∶1。 答案　1∶1 类型四　关系式法 　用科学的方法研究得到物质的组成才能合理地应用物质。有3.92 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入足量的澄清石灰水中得到7.0 g固体沉淀物，这种铁的氧化物为____________________。 [解析]　由CO～CO2～CaCO3可知，铁的氧化物中的n(O)＝n(CaCO3)＝eq \f(7.0 g,100 g·mol－1)＝0.07 mol，n(Fe)＝eq \f(3.92 g－0.07 mol×16 g·mol－1,56 g·mol－1)＝0.05 mol，n(Fe)∶n(O)＝0.05 mol∶0.07 mol＝5∶7，则铁的氧化物为Fe5O7。 [答案]　Fe5O7 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。 5．将5.0 g碳酸钙加入到足量的盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的炭中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为(　　) A．1.12 L　　　　　　　 B．2.24 L C．11.2 L D．22.4 L 解析　设生成的气体体积为V，则根据化学方程式CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，C＋CO2eq \o(=====,\s\up17(△))2CO可知： CaCO3～CO2～2CO 100 g 2×22.4 L 5．0 g V eq \f(100 g,5.0 g)＝eq \f(2×22.4 L,V) 故V＝2×22.4 L×eq \f(5.0 g,100 g)＝2.24 L。 答案　B 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．它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比 D．它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比 解析　化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。 答案　D 2．(2025·陕西西安月考)28 g Fe投入到100 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液中，完全反应后析出铜的质量是(　　) A．32 g　　　　　　　 B．3.2 g C．6.4 g D．64 g 解析　 Fe　＋　CuSO4===FeSO4＋Cu 56 g 1 mol 64 g 28 g n(CuSO4) m(Cu) 根据化学方程式，28 g Fe完全反应时，消耗的n(CuSO4)＝0.5 mol>0.1 mol，所以28 g Fe投入该溶液中，铁过量，故生成的铜的物质的量：n(Cu)＝n(CuSO4)＝0.1 mol，m(Cu)＝0.1 mol×64 g·mol－1＝6.4 g，故选C。 答案　C 3．(2025·海南海口期中)用金属钠制取氧化钠通常利用以下反应：2NaNO3＋10Na===6Na2O＋N2↑，1 mol Na与0.3 mol NaNO3充分反应后，下列说法错误的是(　　) A．有0.6 mol Na2O生成 B．反应剩余0.1 mol NaNO3 C．反应过程中转移电子2NA个 D．生成物中含阴离子0.6 mol 解析　 2NaNO3＋10Na===6Na2O＋N2↑ 转移电子数目 2 10 6 　 　10 0．3 mol 1 mol x 　 　y 可知NaNO3过量，解得x＝0.6 mol，y＝1 mol，A正确；反应中消耗0.2 mol NaNO3，故反应剩余0.3 mol－0.2 mol＝0.1 mol NaNO3，B正确；反应过程中转移电子NA个，C错误；反应中NaNO3过量，有0.6 mol Na2O生成，故生成物中含阴离子O2－ 0.6 mol，D正确；故选C。 答案　C 4．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 1.5 mol·L－1盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入2.7 g铝粉，反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是(　　) A．1∶1　　　　　　　 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶2 解析　n(HCl)＝n(NaOH)＝0.1 L×1.5 mol·L－1＝0.15 mol，n(Al)＝eq \f(2.7 g,27 g·mol－1)＝0.1 mol，根据化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知盐酸不足，氢氧化钠过量，则与盐酸反应生成的氢气是0.075 mol，与氢氧化钠溶液反应生成的氢气是0.15 mol，根据相同条件下气体体积之比等于物质的量之比可知，反应结束后甲、乙两烧杯中生成的气体在相同条件下的体积比是0.075 mol∶0.15 mol＝1∶2，B正确。 答案　B 5．(2024·山东临沂期中)经检测，某化工厂排出的废水呈酸性，且其中含有大量Na＋、Cu2＋、SOeq \o\al(2－,4)、Cl－。回答下列问题： (1)下列离子中，能大量存在于该废水中的是_______________(填标号)。 A．Ba2＋　 B．Mg2＋ C．OH－　 D．HCOeq \o\al(－,3) (2)取100 mL该废水，加入NaOH溶液，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积如图所示。 ①Oa段反应的离子方程式为_____________________________________。 ②n[Cu(OH)2]＝___________mol，c(NaOH)＝___________mol·L－1。 解析　(1)Ba2＋、SOeq \o\al(2－,4)反应生成硫酸钡沉淀，OH－、Cu2＋结合生成氢氧化铜沉淀，酸性废水中H＋与OH－反应生成水、与HCOeq \o\al(－,3)反应生成CO2和水；故选B。(2)①Oa段是酸性废水中H＋与OH－反应生成水，反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O；②ab段生成4.9 g沉淀是Cu(OH)2的质量，n[Cu(OH)2]＝eq \f(4.9 g,98 g·mol－1)＝0.05 mol，由反应的离子方程式为Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，则n(NaOH)＝2n(Cu2＋)＝0.1 mol，消耗50 mL－10 mL＝40 mL NaOH溶液，c(NaOH)＝eq \f(0.1 mol,0.04 L)＝2.5 mol·L－1。 答案　(1)B (2)①H＋＋OH－===H2O　②0.05　2.5 $