3.2.3物质的量在化学方程式中的应用 课件 2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

第三章第二节金属材料 第3课时 物质的量在化学方程式中的应用 适用精简高效 = V Vm = m M n = N NA = cB∙ V 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 只适用于气体，为定值，标况下约为22.4L/mol 溶液的体积 以物质的量为核心的万能恒等式 3 一、物质的量在化学方程式计算中的应用 化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 2CO ＋ O2 === 2CO2 2 ∶ ∶ 1 2 化学计量数之比： 2 mol 物质的量之比： ∶ ∶ 1 mol 2 mol 2 NA 扩大NA倍： ∶ ∶ NA 2 NA ∶ ∶ 质量之比 点燃 56 g 32 g 88 g 体积之比（标况） 44.8 L 22.4 L 44.8 L ∶ ∶ 总结：物质的量、质量、微粒数、气体体积四个变量，只要上下单位统一，均可列方程 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 68克 5x22.4L 4mol 6x6.02x1023 = = = 17克 m(O2) n(NO) N(H2O) ①写：写出化学(离子)方程式 ②标：在有关物质的化学式下面标出已知量、未知量，遵循“上下单位一致，左右单位相当”原则 ③列：列出比例式 ④解：计算求解 ⑤答：简明写出答案 步骤： 5 例1、 250 mL 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; 参加反应的H2SO4的物质的量为: 0.25 L×2 mol/L = 0.5 mol Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 1 mol 1 mol n(Fe) 0.50mol n(Fe)＝0.5 mol 答：(1)参加反应的铁屑的物质的量为0.5 mol ①将已知物理量转化为物质的量 ②写出反应的方程式 ③找出已知量与未知量的关系， 并写在对应物质的正下方 ④列比例式，求解 ⑤检查无误后，写出简明答案 = n(Fe) 1 mol 1 mol 0.5 mol 6 答：生成生成标准状况下氢气的体积是11.2 L n(H2)＝0.5 mol Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 1 mol 1mol 0.50 mol n(H2) 例1、 250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。 计算: (2)生成的H2的体积 (标准状况)。 V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L 注意事项①： 数据的运算要公式化并带单位。 解法一 = n(H2) 1 mol 1 mol 0.5 mol 7 1mol 0.50mol 22.4L V(H2) 解法二 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: (2)生成的H2的体积 (标准状况)。 注意事项②： 可以用质量，气体体积，物质的量等物理量表示。 上下单位一致，左右相当。 8 例2、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 g。 (1)根据化学方程式确定关系： CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3 即CO～CaCO3 3CO＋Fe2O3===2Fe＋3CO2 (2)利用关系式进行计算 CO　～　CaCO3 28 g 100 g m(CO) 10 g m(CO)＝2.8 g = 100 g 28 g ×10 g m(CO) 1. 关系式法 二、化学计算中的常用方法 ①得失电子守恒: 氧化还原反应中得电子总数等于失电子总数 ②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 氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数 ③原子守恒: 反应前后质量守恒， 微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒 2. 守恒法 答例3、　在含有K＋ 、Ba2＋ 、Na＋ 、N 、Cl- 的溶液中, c(K＋)∶c(Ba2＋)∶c(Na＋)∶c(N)＝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(N)＝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。 例4、一定条件下，当溶液中XO4－与H2O2分子个数比恰好为2∶5时，溶液中XO4－离子被还原为较低价态，则X元素的化合价变为（ ）。 A．+2 B．+3 C．+4 D．+5 还原剂：H2O2 ~ O2 氧化剂： XO4－ ~ Xy+ 2e- (7-y)e- 其中， 5×2 = 2(7-y) 解得 y= 2 解析 例5、24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为 。 解析 还原剂：Na2SO3 ~ Na2SO4 氧化剂：K2Cr2O7 ~ 2Crx+ 2e- 2(6-x)e- 0.05×24×10-3 ~ 2×0.05×24×10-3 e- 0.02×20×10-3 ~ 2(6-x)×0.02×20×10-3 e- 其中，2×0.05×24×10-3 mol = 2(6-x)×0.02×20×10-3 mol 解得x = 3 +3 例6、100mL 0.2mol/L Na2CO3溶液与300mL 0.25mol/L H2SO4溶液混合，加水稀释到500mL，混合溶液中H+的物质的量浓度为（ ） A. 0.3 mol/L B. 0.25 mol/L C. 0.22 mol/L D. 0.09 mol/L C 解析 混合溶液中，溶质Na2CO3 与H2SO4会反应，且H2SO4过量 例7、工业制备硫酸的反应如下：①4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3， ② 2SO2+O2=2SO3，③ SO3+H2O=H2SO4 。则12 kg FeS2理论上可生成 kg H2SO4 解析：根据元素守恒可知，反应前后硫元素质量（物质的量）不变 建立关系式： FeS2 ~ 2 H2SO4 解得：m(H2SO4)= n×M =200mol × 98g/mol = 19600g =19.6kg 代入数据： n(FeS2)= = 100 mol n(H2SO4) = 200 mol 19.6 例8、向Fe、FeO、Fe3O4的混合物中，加入100 mL 1 mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出22.4 mL(标准状况)的气体，所得溶液加入KSCN溶液无现象 ，若用足量的CO在高温下还原质量相同的此混合物，能得到铁的质量为 g。 2.8 解 Fe、FeO、Fe3O4的混合物溶于酸时，发生如下反应: FeO＋2HCl＝FeCl2＋H2O ；Fe3O4＋8HCl＝ FeCl2＋2FeCl3＋4H2O 2FeCl3+ Fe = 3FeCl2 ； Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ 因为氧化性Fe3+ > H+，所以当Fe将Fe3+全部还原后，多余的Fe再和H+反应 由此可见，以上反应若恰好完全反应，反应后溶液中溶质仅为FeCl2，加入KSCN溶液无明显现象 根据Cl-守恒： 2HCl ~ FeCl2 代入数据：n(Fe2+) =n(FeCl2) = n(HCl)= × 1mol/L × 0.1L=0.05 mol 这些铁元素被还原，质量为： 0.05 mol ×56g/mol=2.8g 15 例9、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 。 Fe＋CuSO4 == FeSO4＋Cu　　 质量增加量Δm 3. 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“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物的相应量成比例关系。 56 g　　　　　　　 64 g　　 64 g－56 g＝8 g m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　 4 g 例9、将标况下6.72LCO和CO2的混合气体通过足量的Na2O2后，在相同条件下气体体积变为5.6L，求原混合气体中CO的体积分数。 则原混合气体中CO的体积分数为66.67%。 解析: 2Na2O2＋2CO2 =2Na2CO3＋ O2　 (6.72L－5.6 L)＝1.12 L 2L 1L 理论差量 实际差量 V(CO2) ? 解得V(CO2) =2.24L 1L ΔV(气体的体积差) 则V(CO) =4.48L 主题2: 化学计算中的常用方法 第 页 例10、在干燥空气中，2.3g纯净金属钠被氧化后得到3.5g固体，其产物是（ ） A.只有Na2O B.只有Na2O2 C. Na2O和Na2O2 D.无法确定 解析 2.3g Na的物质的量为0.1mol，由Na元素守恒可知 若全部变为Na2O2 若全部变为Na2O 2Na ~ Na2O 2Na ~ Na2O2 0.1mol ~ ×0.1mol×62g/mol=3.1g 0.1mol ~ ×0.1mol×78g/mol=3.9g 而3.1g<3.5g<3.9g，故产物为Na2O 和Na2O2的混合物 C 4.极值法： 设混合体系中其中一种物质的某些物理量（n、m等）为0或1，即将混合物看成纯净物，算出最大值、最小值 例11、6.5gZn与500mL1mol/L盐酸反应，请计算生成H2的体积 解题思路：①先判断过量问题(谁过量谁不足)； ②再用不足的量进行计算。 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ 理论量： 1mol 实际量： 0.1mol V(H2)? 0.5mol 2mol 22.4L 0.1mol 0.5mol ①先判断过量 与0.1mol Zn完全反应需要 molHCl? 0.2 所以，盐酸过量。 ②用Zn的量进行计算： V(H2 )=2.24L 主题2: 化学计算中的常用方法 5、化学计算得过量问题 例题12、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。 （2）该混合物中铝、铁的物质的量。 解：（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）设Al、Fe的物质的量分别为x、y。 2Al　　＋　6HCl＝2AlCl3＋3H2↑ Fe　　＋　2HCl＝FeCl2＋H2↑ 2　　　　　 6 1　　　　　2 x　　 　　 3x y　　　　　2y 解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol。 即n(Al)＝0.02 mol；n(Fe)＝0.01 mol。 6、方程组法——对于两种物质的混合 $