内容正文:
第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
【新课探究】
学习任务
课前自主预习
1.(1)原子 分子 离子 数目关系
(2)数目关系 物质的量
2.2∶1∶2 (1)物质的量
(2)物质的量 体积
知识迁移应用
例1 C [解析] 设金属都为1 g,Mg和Al的物质的量分别是 mol、 mol。根据化学方程式Mg+2HClMgCl2+H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑可知生成H2的物质的量分别是 mol、 mol。标准状况下气体的体积之比等于其物质的量之比,则生成的氢气在标准状况下的体积比为 mol∶ mol=3∶4。
例2 (1)0.56 L
(2)0.5 mol·L-1
[解析] 设生成标准状况下气体的体积为V,反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度为c。
2Na + 2H2O2NaOH + H2↑
2×23 g 2 mol 22.4 L
1.15 g 0.1 L×c V
V==0.56 L,c==0.5 mol·L-1。
【课堂评价】
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)×
2.D [解析] 24.5 g KClO3的物质的量为=0.2 mol,设生成O2的物质的量为x,
2KClO32KCl+3O2↑
2 3
0.2 mol x
=,解得x=0.3 mol,故产生的氧气在标准状况下的体积为0.3 mol×22.4 L·mol-1=6.72 L。
3.B [解析] 设生成Na[Al(OH)4]的物质的量为x,
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 mol 3×22.4 L
x 6.72 L
=,解得x=0.2 mol,则c{Na[Al(OH)4]}==0.4 mol·L-1。
4.(1)0.1 mol (2)48%
[解析] 混合物与足量稀硫酸发生反应生成氢气,是混合物中的Mg与稀硫酸发生反应,混合物中的Cu不与稀硫酸发生反应。根据题目中给出的信息,标准状况下生成2.24 L H2,该2.24 L H2为0.1 mol,设参加反应的Mg的质量为m,消耗H2SO4的物质的量为n,由此可以列出如下关系:
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
24 g 1 mol 1 mol
m n 0.1 mol
则==,解得m=2.4 g,n=0.1 mol。故反应中消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol;混合物中Mg的质量分数为×100%=48%。
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第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
◆ 学习任务 物质的量在化学方程式计算中的应用
【课前自主预习】
1.物质的构成及发生的反应
(1)物质是由 、 、 等粒子构成的,物质之间的化学反应是这些粒子按一定的 进行的。
(2)从物质的量角度认识化学方程式
化学方程式中的化学计量数可以明确地表示出化学反应中粒子之间的 。例如:
2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
化学计量数之比 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
扩大6.02×1023倍 (2×6.02×1023) ∶ (2×6.02×1023) ∶ (2×6.02×1023) ∶ (1×6.02×1023)
物质的量之比 2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol
得出结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的 之比。
2.物质的量在化学方程式计算中的应用
以2 mol H2和1 mol O2反应生成H2O为例:
化学方程式
2H2+O22H2O
化学计量数之比
2∶1∶2
分子数之比
扩大6.02×1023倍之比
(2×6.02×1023)∶(1×6.02×1023)∶(2×6.02×1023)
物质的量之比(微观)
2 mol∶1 mol∶2 mol
质量之比(宏观)
1∶8∶9
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其 之比,等于其粒子数目之比。
(2)同温同压下,各气体物质的分子数之比等于其 之比,等于 之比。
【核心知识讲解】
1.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
2.解题要求的“三注意”
(1)书写格式规范化
计算的过程中,各物理量、物质对象、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
计算时,如果已知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”。
(3)过量判断简捷化
如果两种反应物的量都是已知的,用已知量与对应化学计量数比值(比值大过量)先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物质求解某种产物的量。
【知识迁移应用】
例1 相同质量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应,所生成的氢气在标准状况下的体积比是( )
A.2∶3 B.1∶1 C.3∶4 D.24∶27
例2 [2025·浙江萧山中学高一检测] 将1.15 g金属钠与水反应,得到100 mL溶液,试计算:
(1)生成的气体在标准状况下的体积为 。
(2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度为 。
[易错警示]
(1)化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系,因此不纯物质必须换算成纯物质再进行计算。
(2)若反应中两种反应物的量都是已知的,求解某种产物的量时,必须先判断哪种物质过量,应用不足量的物质进行计算。
(3)利用方程式列比例式计算时一定注意保证同一物质上下单位一致,左右单位要对应。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)化学方程式2H2+O22H2O的意义为2 mol H2和1 mol O2在点燃的条件下完全反应生成2 mol H2O。 ( )
(2)根据化学方程式进行计算时,各物质对应的各物理量的单位,左、右、上、下都必须相同。 ( )
(3)等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量的盐酸反应,产生的气体在相同状况下的体积之比为1∶2∶3。 ( )
(4)0.1 mol Zn和Fe的混合物与足量的稀硫酸反应,一定生成0.1 mol H2。 ( )
(5)0.1 mol Al与足量的氢氧化钠溶液反应,生成3.36 L H2。 ( )
(6)将铝投入硫酸溶液中,当有3 mol电子发生转移时,反应的铝的质量为27 g。 ( )
(7)1 L 0.1 mol·L-1 硫酸溶液中加入0.2 mol Fe,生成0.2 mol H2。 ( )
2.[2025·湖南长郡中学高一检测] 实验室利用反应2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,现有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是 ( )
A.2.24 L B.4.48 L C.44.8 L D.6.72 L
3.[2025·湖北孝感高级中学高一检测] 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的气体6.72 L,生成物Na[Al(OH)4]的物质的量浓度为(假定反应前后溶液体积不变) ( )
A.1 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
4.[2026·河北邯郸永年二中高一月考] 5 g Mg与Cu的混合物与足量稀硫酸反应,生成了2.24 L H2(标准状况下)。试计算:
(1)消耗H2SO4的物质的量为 。
(2)混合物中镁的质量分数为 。
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