3.2 物质的量在方程式计算中的应用 课件-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦物质的量在化学方程式计算中的应用，通过复习n=N/NA、n=m/M等公式导入，结合2CO+O₂=2CO₂推导化学计量数与粒子数、物质的量、气体体积的关系，搭建从基础公式到综合计算的学习支架，包含规范解题步骤及实例演练。 其亮点在于融合关系式法、守恒法等多种计算方法，以“写设列解答”步骤为核心，通过Al与NaOH反应计算等实例培养科学思维与科学探究能力。帮助学生掌握计算技巧，教师可直接用于课堂教学和分层练习，提升教学效率。

第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 课时4 物质的量在化学方程式计算中的应用 探究课堂 = V Vm = m M n = N NA = cB∙ V 1 mol任何粒子所含的粒子数，为定值，约等于6.02×1023 mol-1 物质确定则为定值，数值上等于该物质的相对原子(分子)质量 对于气体，标况下为定值，约为22.4L/mol 溶液的体积 2CO　＋　O2 2CO2 化学计量数 2 __ __ 扩大NA倍 2NA ___ ____ 物质的量 2 mol _____ _____ 标况下气体体积 44.8 L ______ ______ 1 2 NA 2NA 1 mol 2 mol 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 随堂演练 1. 0.4mol钠与足量的水反应，求: (1)生成H2的质量 (2)生成NaOH的质量 2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑ 2mol 0.4mol 得n(NaOH)=0.4mol 得n(H2)=0.2mol 2mol n(NaOH) 1mol n(H2) 答:(1)生成H2的质量为0.4g (2)生成NaOH的质量为16g 质量为0.4g 质量为16g 写 设 标 列 解 1 1 n(Fe) 0.5 mol n(H2SO4)=cV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol 答：参与反应铁屑的物质的量为0.5 mol 反应方程式：Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑ 1 n(Fe) 1 0.5 mol = 【例题】250 mL 2 mol/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H2的体积（标准状况）。 计算出参加反应的H2SO4的物质的量： 写 设 标 列 解 n(Fe)=0.5 mol n(H2SO4)=cV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol 反应方程式：Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑ 【例1】250 mL 2 mol/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H2的体积（标准状况）。 计算出参加反应的H2SO4的物质的量： 1 1 n(H2)= 0.5 mol 0.5 mol n(H2) 1 0.5 mol 1 n(H2) = V(H2)= 0.5 mol×22.4 L/mol =11.2 L 答：生成H2的体积在标准状况下是11.2 L。 n(H2) 1 mol 0.50 mol 1 mol 22.4 L 0.50 mol V(H2) = 22.4 L×0.50 mol V(H2)= 1 mol =11.2 L 答：生成H2的的体积在标准状况下是11.2 L。 反应方程式：Fe + H2SO4—FeSO4 + H2↑ 【例题】250mL 2mol/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H2的体积（标准状况）。 1mol 22.4 L V(H2) 解法二： 注意:只要上下 单位一致,左右关系对应,则可列比例式计算 随堂练习 C A. 2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑ 2 mol 67.2 L 2.7 g a L 1.标准状况下，2.7 g铝与足量的盐酸反应生成a L的氢气，化学方程式比例关系正确的是（ ） B. 2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑ 27 g 22.4 L 2.7 g a L C. 2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑ 54 g 67.2 L 2.7 g a L D. 2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑ 54 g 3 mol 2.7 g a L 随堂演练 2. 将2.70g Al投入足量的NaOH溶液,求: (1)参加反应的NaOH的物质的量 (2)生成H2的体积(标准状况下) 2Al + 2NaOH + 6H2O == 2Na[Al(OH)]4 + 3H2↑ 2×27g 2.7g 2mol n(NaOH) 3×22.4L V(H2) 得n(NaOH)=0.1mol 得V(H2)=3.36L 答:(1)参加反应的NaOH的物质的量为0.1mol (2)生成H2的体积(标准状况下) 为3.36L 探究课堂 写 设 标 写出正确的化学方程式 根据题意设所求物理量，如 n、m、V 等 在有关物质下面标出已知物质和所求物质的相关物理量 注意：上下单位一致，左右关系对应 列 列出比例式 解 根据比例式求解并作答 解题思路 注意配平 牛刀小试 某化学实验室准备用一定量的Fe与足量的1 mol/L的H2SO4溶液反应来制取H2。若要制得2.24 L H2(标况)，试计算 （1）参加反应的H2SO4的物质的量。 （2）参加反应的Fe的质量。(相对原子质量Fe:56) (1)【解】Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 根据题意：n(H2)=2.24 L÷22.4 L/mol=0.1 mol 1 1 1 n(Fe) n(H2SO4) 0.1 mol 根据比例可得 n(H2SO4) =n(Fe)=n(H2)=0.1 mol (2) m(Fe)=n(Fe)×M(Fe)=0.1 mol×56 g/mol=5.6 g (1)【解】Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 56 g 1 mol 22.4 L m(Fe) n(H2SO4) 2.24 L = = 56 g m(Fe) 1 mol n(H2SO4) 22.4 L 2.24 L n(H2SO4)=0.1 mol 根据比例式可得： 注意：上下单位一致 n(H2SO4)=0.1 mol m(Fe)=5.6 g 解法一 解法二 探究课堂 方法一：关系式法——解答连续反应类型计算题的捷径 化学计算中的常用方法 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”。 【扩展提升】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 。(相对分子质量CaCO3: 100 CO：28) 解：(1)根据化学方程式确定关系： (2)利用关系式进行计算 CO　～　CaCO3 根据比例式可得：n(CO)＝0.1 mol n(CaCO3)=10g÷100g/mol=0.1mol m(CO) =n(CO)×M(CO)=2.8 g 1 1 n(CO) 0.1 mol 则关系式为：3CO～3CO2～3CaCO3 即CO～CaCO3 3CO2＋3Ca(OH)2===3CaCO3↓＋3H2O 用足量的CO还原Fe2O3，将所生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到的沉淀为60 g，则Fe2O3的质量是( ) A．16 g B．32 g C．64 g D．80 g 参考：相对原子质量Fe:56 O:16 C:12 Ca:40 B 3CO2＋3Ca(OH)2=3CaCO3↓＋3H2O 则关系式为：3CO～3CO2～3CaCO3 n(CaCO3)=60 g÷100 g/mol=0.6 mol 根据比例式可得：n(CO) ＝0.6 mol 3 3 n(CO) n(CaCO3) 根据方程式得到关系式：3CO ~ Fe2O3 3 1 n(CO) 根据比例式可得：n(Fe2O3)＝0.2 mol m(Fe2O3)=0.2 mol×160 g/mol=32 g n(Fe2O3) 探究课堂 方法二：方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量 化学计算中的常用方法 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。 把5.1g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6L H2（标准状况），试计算（1）该合金铝和镁的物质的量之比；（2）该合金中铝的质量分数。 例 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。 (1)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。 (2)该混合物中铝、铁的物质的量。 (2)　设Al、Fe的物质的量分别为x、y。 2Al　　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2　　　　　6 x　　 　　 3x 解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol。 即n(Al)＝0.02 mol；n(Fe)＝0.01 mol。 Fe　　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑ 1　　　　　2 y　　　　　2y 随堂练习 2、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) Al的物质的量； 答：Al的摩尔质量是27 g·mol－1， 随堂练习 2、向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，试计算： (2) 参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度； 答：设参加反应的NaOH物质的量是n。 2Al＋2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 2　 2 0.4 mol n 随堂练习 2、向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，试计算： (3) 在标准状况下生成H2的体积； 答：设在标准状况下生成H2的体积是V(H2)。 2Al＋2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 2 mol　　　　　　　　　　　 3×22.4 L 0.4 mol　　　　　　　　　　　　 V(H2) 探究课堂 方法三：守恒法——质量守恒、电荷守恒、电子守恒 化学计算中的常用方法 反应前后元素种类、质量、原子个数不变 还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数 【练1】4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。 10.6 解：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) 知识梳理 例5 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 ___。 ＋4 解析　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。 物质的量在化学方程式计算中的应用 例题 守恒法 【课后习题】把5.1g 镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6LH2（标准状况）。 试计算：（1）该合金中铝和镁的物质的量之比；（2）该合金中铝的质量分数。 解： 设合金中镁的物质的量为x，铝的物质的量为y。 M(Mg)= 24 g/mol M(Al)= 27g/mol x·24 g/mol +y·24g/mol= 5.1g Mg +2HCl=MgCl 2 + H2↑ 2Al +6HCl=2AlCl 3 +3H2↑ n(H2)=5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol x + y = 0.25mol 解得：x＝y＝0.1mol m(Mg)= 0.1mol×24 g/mol＝2.4g m(Al)= 0.1mol×27 g/mol＝2.7g n(Al):n(Mg)=1:1 探究课堂 方法二：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”， 化学计算中的常用方法 Δm Δn ΔV 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。 【练2】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：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu 　 56 g　　　　　　　 64 g Δm 64 g－56 g＝8 g 4 g m(Fe) $