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-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（人教版 单选）

本高中化学讲义聚焦物质的量在化学方程式计算中的应用，系统梳理化学计量数与粒子数、物质的量、气体体积的关系，构建“已知量未知量均为物质的量”及单位不一致的解题模型，引入基于化学方程式和守恒的关系式法作为学习支架。 该资料通过表格对比、分步例题（如铝与NaOH反应算氢气体积）构建解题模型，结合“理疗特效热”等真实情境培养科学思维与科学探究能力。课中辅助教师系统教学，课后测评（如多步反应计算）帮助学生巩固，弥补计算盲点。

第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 [学习目标]　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。　2.能掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。 任务一　根据化学方程式计算 1.化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 化学方程式 2CO＋O22CO2 化学计量数之比 2∶1∶2 物质微粒数之比 2∶1∶2 扩大NA倍之后 2NA∶NA∶2NA 物质的量之比 2∶1∶2 相同状况下体积之比 2∶1∶2 1.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。 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体积之比。 2.构建“已知量、未知量均为物质的量”的解题模型 在标准状况下，5.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成氢气的体积是多少？ 答案：6.72 L 解析：n(Al)＝＝＝0.2 mol 2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2 3 0.2 mol n(H2) ＝，n(H2)＝0.3 mol， V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。 学生用书⬇第84页 3.构建“已知量、未知量单位不一致”的解题模型 医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁，则需要消耗标准状况下氧气的体积为多少？ 答案：16.8 L 解析：4Fe　　　＋　　　3O22Fe2O3 4×56 g 3×22.4 L 56 g V(O2) ＝，V(O2)＝＝16.8 L。 物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 Fe和CuSO4溶液反应，若反应后溶液的体积为1 L，生成的铜的质量为32 g。 (1)计算反应消耗的Fe的质量。 (2)计算反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度。 答案：(1)28 g　(2)0.5 mol·L－1 解析：32 g铜的物质的量为＝0.5 mol，则 Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu 1 　1 1 0.5 mol 0.5 mol 0.5 mol (1)反应消耗的Fe的质量m(Fe)＝0.5 mol×56 g·mol－1＝28 g； (2)反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度c(FeSO4)＝＝0.5 mol·L－1。 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”。 任务二　化学计算中的关系式法 1.利用化学方程式构建关系式的解题模型 把一定量CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10 g沉淀，计算参加反应的CO的质量。 答案：2.8 g 解析：根据化学方程式： 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 CO2＋Ca(OH)2CaCO3↓＋H2O 得关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。 CO　～　CaCO3 28 100 m(CO) 10 g 则＝，m(CO)＝2.8 g。 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。 2.利用“守恒”构建关系式的解题模型 4.6 g钠在空气中久置，计算最终得到Na2CO3的质量。 答案：10.6 g 解析：钠在空气中最终转化为Na2CO3，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) 则＝，m(Na2CO3)＝＝10.6 g。 学生用书⬇第85页 1.标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是(　　) A.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑ 1 mol 1 mol 3.25 g x L B.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑ 65 g 1 L 3.25 g x L C.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑ 1 mol 22.4 L 0.05 mol x L D.Zn＋2HClZnCl2＋H2↑ 65 g 1 mol 3.25 g x L 答案：C 解析：比例式应注意单位要“上下一致，左右对应”。 2.0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应，则此盐酸的物质的量浓度是(　　) A.0.10 mol·L－1 B.0.20 mol·L－1 C.0.50 mol·L－1 D.1.00 mol·L－1 答案：D 解析：　CaO　　＋　　2HClCaCl2＋H2O 56 g 2 mol 0.56 g c(HCl)×20×10－3 L 则：＝ 解得c(HCl)＝1.00 mol·L－1。 3.向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，试计算： (1)NaOH溶液的物质的量浓度； (2)在标准状况下生成H2的体积。 答案：(1)NaOH溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L－1； (2)在标准状况下生成H2的体积为13.44 L。 解析：(1)n(Al)＝＝0.4 mol。 2Al　＋　 2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2 2 0.4 mol n(NaOH) ＝，n(NaOH)＝0.4 mol，c(NaOH)＝＝0.8 mol·L－1。 (2)2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2 mol 3×22.4 L 0.4 mol V(H2) V(H2)＝＝13.44 L。 4.在室温下，向100 mL CuSO4饱和溶液中加入足量的经硫酸酸化的KI溶液，发生反应：2Cu2＋＋4I－2CuI↓＋I2，反应完全后，用0.625 mol·L－1的Na2S2O3溶液进行测定：I2＋2S22I－＋S4，消耗了20 mL Na2S2O3溶液，计算原饱和溶液中CuSO4的物质的量浓度。 答案：原饱和溶液中CuSO4的物质的量浓度为0.125 mol·L－1。 解析：设硫酸铜的物质的量浓度为x，根据反应方程式可得关系式： 2CuSO4～I2～2S2 2 2 0.1 L×x 0.625 mol·L－1×0.02 L ＝， 解得x＝0.125 mol·L－1。 课时测评21　物质的量在化学方程式计算中的应用 (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－9题，每小题3分，共27分) 题点一　应用化学方程式计算 1.物质在发生化学反应时，下列说法正确的是(　　) 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 答案：D 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。 2.一块表面被氧化的钠的质量是10.8 g，投入水中，完全反应得到标准状况下的氢气 0.2 g，则原钠块中被氧化的钠的质量是(　　) A.4.6 g B.6.2 g C.7.8 g D.9.2 g 答案：A 解析：设产生0.2 g氢气需钠的质量为x。 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ 46 g 2 g x 0.2 g ＝，解得x＝4.6 g，则氧化钠的质量是10.8 g－4.6 g＝6.2 g，n(Na2O)＝＝0.1 mol。根据反应：4Na＋O22Na2O可知，被氧化的钠的物质的量为0.1 mol×2＝0.2 mol，被氧化的钠的质量为0.2 mol×23 g·mol－1＝4.6 g。 3.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下气体33.6 L，该NaOH溶液的浓度为(　　) A.1.0 mol·L－1 B.2.0 mol·L－1 C.1.5 mol·L－1 D.3.0 mol·L－1 答案：B 解析：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2 mol 67.2 L n(NaOH) 33.6 L n(NaOH)＝＝1.0 mol，c(NaOH)＝＝2.0 mol·L－1。 题点二　应用关系式法计算 4.向200 mL 0.1 mol·L－1的FeSO4溶液中加入适量的NaOH溶液，使Fe2＋恰好完全沉淀，过滤，小心加热沉淀，直到水分蒸干，再灼烧到质量不再变化，此时固体的质量为(　　) A.4.36 g B.2.82 g C.1.60 g D.1.44 g 答案：C 解析：FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2，加热过程中Fe(OH)2被氧气氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解为Fe2O3和H2O，最后得到的固体为Fe2O3，根据Fe原子守恒，得2FeSO4～Fe2O3，则n(Fe2O3)＝＝0.01 mol，m(Fe2O3)＝0.01 mol×160 g·mol－1＝1.60 g。 5.向Fe2O3和铁屑的混合物中加入足量的稀硫酸至固体完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋，而产生的Fe2＋和H2的物质的量之比为4∶1，则原混合物中Fe2O3和Fe的物质的量之比为(　　) A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶3 答案：C 解析：设原混合物中含有x mol Fe，y mol Fe2O3，由化学方程式Fe2O3＋3H2SO4Fe2(SO4)3＋3H2O和Fe2(SO4)3＋Fe3FeSO4得到Fe2O3～Fe2(SO4)3～Fe～3FeSO4，可见y mol的Fe2O3参加反应转化为3y mol FeSO4，同时消耗y mol的Fe；又由Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑可知，(x－y) mol的Fe与硫酸反应产生(x－y) mol的FeSO4和(x－y) mol H2；则有[3y mol＋(x－y) mol]∶(x－y) mol＝4∶1，整理得y∶x＝1∶2，故合理选项是C。 6.某废水处理站用甲醇(CH3OH)处理含氨废水，反应为NH3＋2O2N＋H＋＋H2O，6H＋＋6N＋5CH3OH3N2↑＋5CO2↑＋13H2O。在处理过程中，NH3转化为N的转化率可达95％，而N转化为N2的转化率可达96％。若每天处理含NH3 0.034 g·L－1的废水500 m3，则理论上每天所需甲醇的质量为(　　) A.24.32 kg B.30.00 kg C.25.30 kg D.4.08 kg 答案：A 解析：根据甲醇处理含氨废水的反应原理可得关系式：NH3～N～CH3OH，理论上每天所需甲醇的质量为×95％×96％××32 g·mol－1＝2.432×104 g＝24.32 kg。 7.21 g铁粉与8 g硫粉混合加热，若不考虑其他损失，可生成硫化亚铁的质量为(　　) A.33 g B.24 g C.29 g D.22 g 答案：D 解析：根据题意n(Fe)＝0.375 mol，n(S)＝0.25 mol。由S＋FeFeS可知Fe过量，按S的量计算，反应生成的n(FeS)＝n(S)＝0.25 mol，所以m(FeS)＝22 g。 8.标准状况下，将钠、镁各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的硫酸中，反应产生的气体体积之比是(　　) A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.2∶1 答案：C 解析：钠能与H2SO4反应，也能与水反应放出H2，根据关系式：2Na～H2，则得到0.15 mol H2；镁与H2SO4反应放出H2，但与水不反应，根据关系式：Mg～H2～H2SO4，0.3 mol Mg与100 mL 1 mol·L－1 H2SO4反应，H2SO4不足，产生0.1 mol H2，则产生的H2的体积之比是0.15∶0.1＝3∶2，故选C项。 9.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1氯化铁溶液中充分反应(忽略溶液体积变化)，下列分析正确的是(　　) A.铁粉有剩余 B.Cl－浓度减小 C.向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色 D.溶液质量增加5.6 g 答案：C 解析：n(Fe)＝＝0.02 mol，n(FeCl3)＝25×10－3 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋3Fe2＋。由离子方程式可知，铁离子是过量的，A错误；氯离子不参加反应，浓度不变，B错误；由A项分析知铁离子剩余，向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，C正确；由离子方程式可知，1.12 g的铁全部变成亚铁离子进入溶液中，溶液质量增加1.12 g，D错误。 10.(6分)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：2NaHCO3Na2CO3＋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，试计算： (1)原混合物中碳酸钠的质量是　　　　 g。 (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)为　　　　 L。 答案：(1)10.6　(2)3.36 解析：(1)设原混合物中碳酸氢钠的质量为m，则： 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　 Δm 168 g 106 g 62 g m 3.1 g 故m＝×168 g＝8.4 g， 则原混合物中碳酸钠的质量为19 g－8.4 g＝10.6 g。 (2)剩余固体为碳酸钠，质量为19 g－3.1 g＝15.9 g， 物质的量为＝0.15 mol，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。 11.(6分)已知实验室在加热条件下制取Cl2的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，将8.7 g MnO2与足量浓盐酸混合加热，反应生成氯气的体积(标准状况)是　　　　；被氧化的HCl的质量是　　　　。 答案：2.24 L　7.3 g 解析：浓盐酸足量，产生Cl2的体积和被氧化的HCl的质量都是由8.7 g MnO2决定的。根据反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中氯元素化合价的变化可知，4 mol HCl中只有2 mol HCl被氧化为Cl2；8.7 g MnO2的物质的量＝＝0.1 mol，设反应生成Cl2的体积为V，被氧化的HCl的质量为x，则有： MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O～2HCl(被氧化) 1 mol 22.4 L 2×36.5 g 0.1 mol V x 列比例式：＝，＝ 解得V＝2.24 L，x＝7.3 g。 12.(10分)把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110 mL 4 mol·L－1盐酸中，充分反应后产生896 mL H2(标准状况)，残留固体1.28 g，过滤，滤液中无Cu2＋，将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H＋)＝0.4 mol·L－1。 请回答下列问题： (1)残留固体1.28 g为　　　　(填化学式)。 (2)原混合物粉末中，m(CuO)＝ 　　　　g。 (3)滤液稀释到200 mL后，c(Fe2＋)＝　　　　mol·L－1。 (4)稀释后，加入足量的硝酸银，产生沉淀的物质的量n(AgCl)＝　　　　 mol。 (5)原混合物总质量为m(总)＝　　　　 g。 答案：(1)Cu　 (2)1.6　 (3)0.9　(4)0.44 (5)13.6 解析：根据题中信息，还有较多H＋剩余，且滤液中没有Cu2＋，可知残留物没有Fe、Fe2O3、CuO，1.28 g固体只有Cu，而Cu残留说明溶液中没有Fe3＋，阳离子为H＋和Fe2＋，反应有：CuO＋2H＋Cu2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋3Fe2＋、Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu、Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑，1.28 g Cu的物质的量n＝＝＝0.02 mol，CuO物质的量为0.02 mol，生成H2的物质的量为＝0.04 mol，设原有Fe为x mol，Fe2O3为y mol，根据得失电子总数相等知2x＝2y＋2×0.02＋2×0.04，又根据电荷守恒知：2×(x＋2y)＋0.2×0.4＝0.11×4将上述两式联立解出：x＝0.1，y＝0.04。(2)依据上述计算可知氧化铜的物质的量为0.02 mol，所以氧化铜质量m(CuO)＝0.02 mol×80 g·mol－1＝ 1.6 g。(3)由上述计算可知溶液中亚铁离子物质的量为0.1 mol＋2×0.04 mol＝0.18 mol，c(Fe2＋)＝＝＝0.9 mol·L－1。 (4)滤液加水稀释到200 mL后，加入足量的硝酸银，产生沉淀的物质的量依据Cl－～AgCl得到，n(AgCl)＝n(Cl－)＝0.110 L×4 mol·L－1＝0.44 mol。(5)由计算可知原混合物含有Fe为0.1 mol，Fe2O3为0.04 mol，CuO为0.02 mol，原混合物的总质量m(总)＝0.1 mol×56 g·mol－1＋0.04 mol× 160 g·mol－1＋0.02 mol×80 g·mol－1＝ 13.6 g。 13.(11分)某研究小组以工厂废渣(Fe3O4、Al2O3)为原料制取Fe2O3工艺流程如图。回答下列问题： (1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (2)“操作a”的名称为　　　　，用到的玻璃仪器有玻璃棒、　　　　。 (3)“氧化”时发生的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　。 (4)“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 (5)100 g含Al2O3 51％的废渣“碱溶”时理论上需　　　　mL 5 mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应。 答案：(1)Fe3O4＋4H2SO4FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O　 (2)过滤　 烧杯、漏斗 (3)4Fe2＋＋4H＋＋O24Fe3＋＋2H2O　 (4)Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓　 (5)200 解析：(1)“酸溶”时Fe3O4与硫酸反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3、H2O，反应的化学方程式为Fe3O4＋4H2SO4FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O；(2)根据流程可知：“操作a”是分离难溶性固体与可溶性液体混合物，该操作的名称为过滤；用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；(3)“氧化”是在酸性条件下，FeSO4被O2氧化为Fe2(SO4)3，发生反应的离子方程式是4Fe2＋＋4H＋＋O24Fe3＋＋2H2O；(4)在“沉铁”步骤，向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，二者反应产生Fe(OH)3沉淀和Na2SO4，发生反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓；(5)100 g含Al2O3 51％的废渣中含有Al2O3的质量是m(Al2O3)＝100 g×51％＝51 g，其物质的量n(Al2O3)＝＝0.5 mol，“碱溶”时会发生反应：Al2O3＋2NaOH＋3H2O2Na[Al(OH)4]，根据物质反应转化关系，可知0.5 mol Al2O3在理论上需消耗1 mol NaOH，需5 mol/L NaOH溶液的体积V(NaOH)＝＝0.2 L＝200 mL，这时恰好完全反应。 学科网（北京）股份有限公司 $