3.2.4 物质的量在化学方程式计算中的应用 导学案（导思议展评）-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学导学案聚焦“物质的量在化学方程式计算中的应用”，通过古代炼丹模糊配方与现代制药精确配比的对比情境导入，引导学生从化学方程式的定性理解过渡到定量计算，构建“宏观质量-微观粒子数-物质的量”的联系，提供重温化学方程式数量含义、构建计算模型步骤等学习支架。 该资料特色在于融合核心素养，通过情境分析、过量计算初探及一题多解等小组讨论活动培养科学思维，以“设方标列解答”六字诀构建计算模型强化证据推理，课堂检测覆盖基础与综合应用，帮助学生形成严谨计算思维，体会化学定量研究的价值，体现科学态度与社会责任。

高中化学导学案 有志者，事竟成 第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 第4课时 物质的量在化学方程式计算中的应用 【课程标准】 1. 认识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. 掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积在化学方程式计算中的应用。 3. 能运用物质的量进行简单的化学计算，解决生产、生活中的实际问题。 【学习目标】 1. 宏观辨识与微观探析：能从微观粒子数目的角度理解化学方程式的含义，建立“宏观质量-微观粒子数-物质的量”之间的联系。 2. 证据推理与模型认知：掌握基于物质的量的化学方程式计算的一般步骤和格式，构建清晰的计算模型，提升逻辑推理和计算能力。 3. 科学态度与社会责任：通过解决与生产、生活相关的计算问题，体会化学计算的科学性和严谨性，认识化学在定量研究物质变化中的重要作用。 【重难点】 重点：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；根据化学方程式进行计算的一般步骤。 难点：将物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念灵活应用于化学方程式的计算中。 【导】（3分钟）—— 情境导入：从“定性”到“定量”的飞跃 情境展示： 1. 图片对比：展示一张古代炼丹术士的模糊配方图和一张现代制药厂精确到毫克的生产线照片。 2. 问题引导： 古代炼丹术追求“点石成金”，但往往因为无法精确控制原料配比而失败。为什么现代工业生产中，原料的配比如此精确？ 在实验室里，我们想制取一瓶纯净的氢气，需要多少克的锌粒和多少毫升的稀硫酸？仅仅知道“适量”够吗？ 化学方程式不仅告诉我们“谁和谁反应，生成什么”，还能告诉我们“多少和多少反应，生成多少”。这个“多少”就是我们今天要学习的核心。 引入课题： 化学反应的世界，不仅是物质种类的转化，更是物质数量的精确“舞蹈”。从宏观的质量到微观的粒子数，我们找到了一个完美的桥梁——“物质的量”。今天，我们就用它来解锁化学方程式的定量计算，实现从“定性”到“定量”的科学飞跃。 【思】（10分钟）—— 自主学习与概念构建 任务一：重温化学方程式的“数量”含义 以氢气在氯气中燃烧生成氯化氢为例： 点燃 H₂ + Cl₂ 　=== 2HCl 含义 H₂ Cl₂ 2HCl 微观粒子数之比 1个分子 1个分子 2个分子 物质的量之比 1 mol 1 mol 2 mol 质量之比 2 g 71 g 73 g 气体体积之比（同温同压） 1体积 1体积 2体积 核心结论： 化学方程式中各物质的化学计量数之比　===其物质的量之比 任务二：构建计算模型——一般步骤 请阅读教材，总结根据化学方程式进行计算的一般步骤： 1. 设：设出所求物质的未知量（如物质的量 n、质量 m、体积 V 等）。 2. 方：写出并配平相关的化学方程式。 3. 标：在化学方程式中，将已知量和未知量（用符号表示）标在对应物质的化学式下方。注意单位要统一（通常将质量、体积等换算成物质的量 mol）。 4. 列：根据“化学计量数之比 = 物质的量之比”列出比例式。 5. 解：求解比例式，得出未知量。 6. 答：简明扼要地写出答案。 任务三：实例分析——打通“量”的转换 例题1（基础）： 将6.5g锌放入足量的稀盐酸中，充分反应。计算： (1) 生成氢气的物质的量是多少？ (2) 生成氢气在标准状况下的体积是多少？ 解题过程： 解：设生成氢气的物质的量为 n(H₂)。 锌的摩尔质量 M(Zn) = 65 g/mol n(Zn) = m/M = 6.5 g / 65 g/mol = 0.1 mol Zn + 2HCl == ZnCl₂ + H₂↑ 1 1 0.1 mol n(H₂) 根据化学计量数之比等于物质的量之比： 1 / 1 = 0.1 mol / n(H₂) 解得：n(H₂) = 0.1 mol V(H₂) = n × Vm = 0.1 mol × 22.4 L/mol = 2.24 L 答：(1) 生成氢气的物质的量为0.1 mol。 (2) 生成氢气在标准状况下的体积为2.24 L。 【议】（10分钟）—— 小组讨论与深化理解 小组讨论： 1. 情境分析师：多步转换的挑战 情境：实验室需要用2.0 mol/L的NaOH溶液与足量的铝片反应，制取3.36 L（标准状况）的氢气。请问至少需要该NaOH溶液多少毫升？ 讨论： 写出反应的化学方程式。 梳理计算路径：V(H₂) → n(H₂) → n(NaOH) → V(NaOH溶液)。 注意在计算中，物质的量（mol）是连接宏观（体积、浓度）与微观（化学计量数）的桥梁。 步骤1：明确问题和核心公式 已知：NaOH溶液浓度 C=2.0mol/L，生成氢气标况体积V(H2)=3.36L， 标况下气体摩尔体积 Vm=22.4 L/mol n(H2)=V(H2)/Vm=3.36L/22.4mol/L=0.15mol 步骤2：写出铝和氢氧化钠反应的化学方程式 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 2 3 n(NaOH) 0.15mol n(NaOH) =2/3 ×n(H2)=2/3×0.15mol=0.10mol V(NaOH)=n(NaOH)/c=0.10mol/2.0mol/L=0.05L=50mL 2. 深度辨析：谁是“老大”？——过量计算初探 情境：将0.2 mol的钠投入到100 mL 1 mol/L的CuSO₄溶液中，最终能得到多少摩尔的Cu(OH)₂沉淀？ 讨论： 钠投入到盐溶液中，是先和水反应还是先和盐反应？（提示：钠的化学性质非常活泼） 写出相关的化学方程式。 判断哪个反应物是过量的，哪个是不足的，计算应以不足量的物质为准。 钠投入硫酸铜溶液后，会优先与水发生反应，反应方程式为： 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 已知参与反应的钠的物质的量n(Na)=0.2mol，根据化学计量数关系，生成NaOH的物质的量n(NaOH)=n(Na)=0.2mol。 CuSO4的物质的量：n(CuSO4)=c× V=1mol/L × 0.1L=0.1mol NaOH与CuSO4发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀，反应方程式为： 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 该反应中NaOH与CuSO4反应的化学计量数之比为2:1，若0.1molCuSO4完全反应，需要消耗0.2molNaOH，刚好与第一步生成的NaOH的量完全匹配，两种反应物恰好完全反应，因此生成Cu(OH)2沉淀的物质的量等于CuSO4的物质的量，即n[Cu(OH)2]=0.1mol 结论：当两种反应物的量都给出时，需要先通过化学计量关系判断哪一种反应物过量，计算必须以完全消耗的不足量反应物为准，切不可直接随意选一个反应物的量进行计算，否则就会得到错误结果。 3. 方法大比拼：一题多解 题目：电解18g水，可以得到多少克氧气？ 讨论：请分别用以下两种方法计算，并比较优劣。 方法一（传统质量法）：利用化学方程式中物质的质量比进行计算。 方法二（物质的量法）：将水的质量换算成物质的量，利用物质的量之比计算氧气的物质的量，再换算成质量。 结论：物质的量法思路更清晰，尤其在涉及气体体积、溶液浓度的复杂计算中优势更明显。 【展、评】（15分钟）—— 成果展示与体系构建 一、 核心知识体系 1. 一个核心原理 化学方程式中，各物质的化学计量数之比 = 物质的量之比。 这是连接宏观可测量（质量、体积）与微观粒子数的桥梁。 2. 一套标准步骤（六字诀） 设、方、标、列、解、答。 关键：在“标”的环节，务必将已知量统一换算成物质的量（mol）。 3. 一张转换网络图 二、 易错点提醒 1. 误区：化学方程式下方直接标注质量或体积进行计算。 纠正：方程式中各物质的比例关系是物质的量之比。必须先换算成物质的量再列比例式。 2. 误区：单位书写混乱，上下不对应。 纠正：遵循“上下单位相同，左右单位相当”的原则。例如，已知量是0.1 mol，未知量设为 n，则比例式中左右都是物质的量。 3. 误区：遇到混合物或过量问题，随意选择一个数据进行计算。 纠正：首先要判断反应的实质，找出“不足量”的反应物，所有计算都应以不足量的物质为基准。 【检】（7分钟）—— 课堂检测 点燃 1. 在反应 2H₂ + O₂ 　=== 2H₂O 中，若消耗了 2 mol H₂，则下列说法错误的是（ D ） A. 消耗 O₂ 的质量为 32 g B. 生成 H₂O 的分子数为 2NA C. 生成 H₂O 的物质的量为 2 mol D. 消耗 O₂ 的体积为 22.4 L 2. 实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气：MnO₂ + 4HCl(浓) 　=== MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O。若制得标准状况下 2.24 L Cl₂，则被氧化的 HCl 的物质的量为（ B ） A. 0.1 mol B. 0.2 mol C. 0.4 mol D. 0.8 mol 解析：n(Cl₂) = 2.24L / 22.4L/mol = 0.1mol。根据方程式，生成1mol Cl₂，有2mol HCl被氧化（化合价升高），故被氧化的HCl为0.2mol。 3. 将一定量的铁粉投入到 200 mL 0.5 mol/L 的 CuSO₄ 溶液中，恰好完全反应。则消耗铁粉的质量为（ A ） A. 5.6 g B. 2.8 g C. 11.2 g D. 1.4 g 解析：n(CuSO₄) = 0.2L × 0.5mol/L = 0.1mol。根据 Fe + CuSO₄ == FeSO₄ + Cu，消耗Fe的物质的量也为0.1mol，m(Fe) = 0.1mol × 56g/mol = 5.6g。 4. 用足量的CO还原 8.0 g 某种铁的氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到 15.0 g 沉淀。则该铁的氧化物是（ B ） A. FeO B. Fe₂O₃ C. Fe₃O₄ D. 无法确定 解析：n(CaCO₃) = 15.0g / 100g/mol = 0.15mol。根据碳元素守恒，n(CO₂) = 0.15mol。铁的氧化物中氧原子的物质的量 n(O) = n(CO₂) = 0.15mol。m(O) = 0.15mol × 16g/mol = 2.4g。则铁的质量 m(Fe) = 8.0g - 2.4g = 5.6g，n(Fe) = 5.6g / 56g/mol = 0.1mol。n(Fe):n(O) = 0.1:0.15 = 2:3，故为Fe₂O₃。 5. 下列关于物质的量在化学方程式计算中的应用，说法错误的是（ D ） A. 化学计量数之比等于物质的量之比，是计算的核心依据 B. 计算时，通常将已知量换算成物质的量再进行计算 C. 物质的量是连接宏观与微观的桥梁 D. 只能用于计算纯净物之间的反应，不能用于溶液中的反应 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $