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

本讲义聚焦“物质的量在化学方程式计算中的应用”核心知识点，先梳理化学计量数与粒子数、物质的量、气体体积、质量的关系，明确计算依据与步骤，再通过关系式法、守恒法等计算类型及练习构建完整学习支架。 该资料融合化学观念与科学思维，以CO与O₂反应实例分析物理量关系，用守恒法解决Al与NaOH反应计算，培养证据推理能力。课中助力教师系统授课，课后易错归纳与分层练习帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

3.2.3物质的量在化学方程式计算中的应用 一、化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 　　　 　 2CO　＋ O2 2CO2 化学计量系数 2 1 2 扩大NA倍 2NA NA 2NA 物质的量 2 mol 1 mol 2 mol 标准状况下气体体积 44.8 L 22.4 L 44.8 L 质量 56 g 32 g 88 g 1、结论 (1)化学方程式中各物质的化学计量系数之比等于对应物质的粒子数之比，也等于对应物质的物质的量之比 (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、应用：根据计量数之比规则，由一种物质的物质的量，可求出另一种反应物或生成物的物质的量，再把物质 的量转化为其它物理量 (如：质量、体积等) 3、计算的依据——化学方程式中各物质的化学计量数比等于各物质的物质的量之比 4、物质的量与各物理量之间的关系 与物质的量相关的公式 公式 ①n＝ ②n＝ ③n＝ ④n＝cV溶液 ⑤c＝ 二、物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 1、转：将已知物质的量转化为物质的量 (即：见量化摩尔) 2、设：根据题中所问，设所求物质的物理量，统一规定的符号，如：物质的量(n)、质量(m)、气体在标况下的体积(V)等可直接使用 3、写：写出有关化学方程式，注意配平 4、标：根据所设的物理量和已知的物理量在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的物理量关系，并代入已知和未知量 5、列：列出比例式 6、解：根据比例式求解 7、答：根据所设物理量写出所解答案 【易错归纳】 ①根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其物质的量之比，列比例式 ②各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为n(NaOH) ③设未知量可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为n(HCl)，不带单位 ④把已知量代入比例式计算时，都要代入单位 【对点练习】 1.250 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)。 三、常见的计算类型 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 已知量与未知量之间关系式的确定常用方法 2、 守恒法的应用 （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_______molNa2CO3。 列关系式： 2Na-----Na2CO3 （2） 得失电子守恒：氧化剂得电子数目等于还原剂失电子数目。 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：2Al---3H2 （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。 【对点练习】 1.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 2.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）。 【课后作业】 1、若1.8 g某金属与足量盐酸充分反应，放出2.24 L(标准状况下)H2，则该金属是(　　) A．Al 　　　　B．Mg　　　　C．Fe　　　　D．Zn 2、100 mL 2 mol/L的稀盐酸与一定量的锌充分反应，锌全部溶解，生成的氢气在标准状况下体积为1.12 L，设反应后溶液的体积仍为100 mL，则反应后溶液中H＋的物质的量的浓度为(　　) A．1.5 mol/L B．1 mol/L C．0.5 mol/L D．0.25mol/L 3、将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1的盐酸中，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)，则下列表述不正确的是(　　) A．反应中消耗HCl为0.08 mol B．混合物中含有0.02 mol Al C．混合物中含有0.01 mol Fe D．混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1 4、镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。反应中镁和铝的(　　) A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3 D．转移电子数之比为2∶3 5、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（ ） 6、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____________。 7、取一定量的碳酸钠与硫酸钠的混合物与过量的盐酸反应，生成2.24LCO2 (标况)，然后加入足量的Ba(OH)2溶液，得到沉淀的质量为2.33g。试计算混合物中碳酸钠与硫酸钠的物质的量分别为多少？ 8、将20 g含杂质25%的大理石(杂质与盐酸不反应)投入150 mL盐酸中恰好完全反应，计算： (1)反应生成的CO2的体积(标准状况)； (2)原盐酸的物质的量浓度。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2.3物质的量在化学方程式计算中的应用 一、化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 　　　 　 2CO　＋ O2 2CO2 化学计量系数 2 1 2 扩大NA倍 2NA NA 2NA 物质的量 2 mol 1 mol 2 mol 标准状况下气体体积 44.8 L 22.4 L 44.8 L 质量 56 g 32 g 88 g 1、结论 (1)化学方程式中各物质的化学计量系数之比等于对应物质的粒子数之比，也等于对应物质的物质的量之比 (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、应用：根据计量数之比规则，由一种物质的物质的量，可求出另一种反应物或生成物的物质的量，再把物质 的量转化为其它物理量 (如：质量、体积等) 3、计算的依据——化学方程式中各物质的化学计量数比等于各物质的物质的量之比 4、物质的量与各物理量之间的关系 与物质的量相关的公式 公式 ①n＝ ②n＝ ③n＝ ④n＝cV溶液 ⑤c＝ 二、物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 1、转：将已知物质的量转化为物质的量 (即：见量化摩尔) 2、设：根据题中所问，设所求物质的物理量，统一规定的符号，如：物质的量(n)、质量(m)、气体在标况下的体积(V)等可直接使用 3、写：写出有关化学方程式，注意配平 4、标：根据所设的物理量和已知的物理量在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的物理量关系，并代入已知和未知量 5、列：列出比例式 6、解：根据比例式求解 7、答：根据所设物理量写出所解答案 【易错归纳】 ①根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其物质的量之比，列比例式 ②各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为n(NaOH) ③设未知量可直接用各物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为n(HCl)，不带单位 ④把已知量代入比例式计算时，都要代入单位 【对点练习】 1.250 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)。 【分析 】根据硫酸的体积和H2SO4的物质的量浓度求算可计算出参加反应的H2SO4的物质的量。然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比,计算出参加反应的铁屑的物质的量和生成的H2的体积。 【答案】（1）0.5mol （2）11.2L 【解析】n(H2SO4)=cV=0.25L×2mol/L=0.5mol （1）Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2 1 1 n(Fe) 0.5mol 1/1=n(Fe)/0.5mol; n(Fe)=0.5mol （2）Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2 1 1 0.5mol n(H2) 1/1=n(H2)/0.5mol; n(H2)=0.5mol ; 标况下，V(H2)=n(H2)×22.4L/mol=0.5mol×22.4L/mol=11.2L 答：（1）参加反应的铁屑物质的量为0.5mol； （2）标准状况下，生成H2体积为11.2L。 三、常见的计算类型 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 已知量与未知量之间关系式的确定常用方法 2、 守恒法的应用 （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_______molNa2CO3。 列关系式： 2Na-----Na2CO3 （2） 得失电子守恒：氧化剂得电子数目等于还原剂失电子数目。 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：2Al---3H2 （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。 【对点练习】 1.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 【答案】A 2.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）。 【课后作业】 1、若1.8 g某金属与足量盐酸充分反应，放出2.24 L(标准状况下)H2，则该金属是(　　) A．Al 　　　　B．Mg　　　　C．Fe　　　　D．Zn 【答案】A 【解析】：标准状况下，2.24 L H2的物质的量为0.1 mol，反应转移的电子数为0.2 mol，故每转移1 mol电子，消耗该金属1.8 g×＝9 g。Al的摩尔质量为27 g·mol－1，与盐酸反应每转移1 mol电子，消耗Al的质量为9 g，故选A。Mg的摩尔质量为24 g·mol－1，与盐酸反应每转移1 mol电子，消耗Mg的质量为12 g，故不选B项；同理，每转移1 mol电子消耗Fe的质量为28 g，消耗Zn的质量为32.5 g，故不选C、D项。 2、100 mL 2 mol/L的稀盐酸与一定量的锌充分反应，锌全部溶解，生成的氢气在标准状况下体积为1.12 L，设反应后溶液的体积仍为100 mL，则反应后溶液中H＋的物质的量的浓度为(　　) A．1.5 mol/L B．1 mol/L C．0.5 mol/L D．0.25mol/L 【答案】B 【解析】：金属锌和盐酸反应生成标准状况下H2 1.12 L，其物质的量为n(H2)＝＝＝0.05 mol；根据氢元素守恒，剩余H＋物质的量为0.1 L×2 mol/L－0.05 mol×2＝0.1 mol，则反应后溶液中H＋物质的量浓度为 c(H＋)＝＝＝1 mol/L，故答案选B。 3、将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1的盐酸中，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)，则下列表述不正确的是(　　) A．反应中消耗HCl为0.08 mol B．混合物中含有0.02 mol Al C．混合物中含有0.01 mol Fe D．混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1 【答案】D 【解析】n(消耗HCl)＝0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol，A正确；可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y，则根据Al～3HCl，Fe～2HCl，可得3x＋2y＝0.08 mol　①，27 g·mol－1×x＋56 g·mol－1×y＝1.1 g　②，①②联立可得x＝0.02 mol、y＝0.01 mol，可知B、C正确，D错误。 4、镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。反应中镁和铝的(　　) A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3 D．转移电子数之比为2∶3 【答案】A 【解析】本题借助图像考查金属与酸反应的有关知识。由图像分析可知，Mg、Al产生H2的体积相等，则Mg、Al失去电子数相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)∶n(Al)＝3∶2，又因Mg、Al的摩尔质量之比为24 g/mol∶27 g/mol＝8∶9，则Mg、Al的质量之比为3 mol×24 g/mol∶2 mol×27 g/mol＝4∶3。 5、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（ ） 【答案】C 6、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____________。 【答案】 7、取一定量的碳酸钠与硫酸钠的混合物与过量的盐酸反应，生成2.24LCO2 (标况)，然后加入足量的Ba(OH)2溶液，得到沉淀的质量为2.33g。试计算混合物中碳酸钠与硫酸钠的物质的量分别为多少？ 【答案】Na2CO3：0.1mol；Na2SO4：0.01mol 8、将20 g含杂质25%的大理石(杂质与盐酸不反应)投入150 mL盐酸中恰好完全反应，计算： (1)反应生成的CO2的体积(标准状况)； (2)原盐酸的物质的量浓度。 【答案】3.36 L 2 mol/L 2 学科网（北京）股份有限公司 $