3.2.3 物质的量在化学方程式计算中的应用-2026-2027学年高一化学必修第一册【同步课件】

高中化学人教版（2019）必修第一册 第3课时 第二节 金属材料  第三章 铁 金属材料 物质的量在化学方程式计算中的应用 物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按照一定的数目关系进行的。化学方程式中的化学计量系数可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系。 在化学研究和化工生产中，我们常常需要根据化学反应来计算反应物的用量或生成物的产量。比如实验室制取氢气，需要知道一定量的硫酸能与多少锌反应，生成多少体积的氢气。而物质的量作为联系宏观与微观的桥梁，能让化学计算更加便捷。 化学与生活 重点： 1. 理解化学方程式中化学计量数之比与物质的量之比的对应关系 2. 掌握物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 难点： 1. 突破微观粒子数目与宏观物质的量的思维转换，深度理解 “化学计量数 之比” 从 “粒子个数比” 到 “物质的量比” 的推导逻辑 2. 应对复杂情境下的化学方程式计算，能准确提取关键信息，梳理物质 的量的传递关系，选择合理方法建立计算模型，解决实际问题 学习目标 以物质的量为核心的计算公式 结论：物质的量是联系各物理量的纽带，可以简便的进行各量之间的转换。 c = mol/L 1000ρω M 物质的量应用于化学方程式计算 化学方程式中化学计量数与几个物理量的关系 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 1×6.02×1023 物质的量之比： 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol 2 NA 扩大NA倍： ∶ ∶ ∶ 2 NA 2 NA 1 NA 结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于参加反应的各微粒个数之比，也等于参加反应的各物质的物质的量之比。 物质的量应用于化学方程式计算 H2　 ＋　 Cl2　 ===　 2HCl 化学计量数之比： 1 ∶ 1 ∶ 2 扩大6.02×1023倍： 1×6.02×1023 1×6.02×1023 2×6.02×1023 物质的量之比： 1 mol 1 mol 2 mol 标准状况下体积之比： 22.4 L 22.4 L 44.8 L 在同一条件下体积之比： 1 1 2 结论：对于有气体参加的反应，化学方程式中各气体的化学计量数之比等于同温同压下参加反应的各气体的体积之比。 物质的量应用于化学方程式计算 物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 找准关系式 准确（定性、定量）书写化学（离子）方程式 列出比例式 明确已知量和未知量，依据关系式中计量数确定已、未知量的物质的量的比例关系，列出比例式 求出未知量 计算求解 注：题目中已知两种及以上物质的物质的量或浓度等，应先判断过量物质 (判断谁过量算)，再根据不过量物质列比例式计算。 物质的量应用于化学方程式计算 物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 例: 250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。 (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 )。 (1)参加反应的H2SO4的物质的量为: 0.25 L× 2 mol/L=0.5 mol (2) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑ 1 mol 1mol 0.50 mol n(H2) n(H2)=0.5 mol 标况下，V(H2) = n(H2)·Vm =0.5 mol×22.4 L/mol =11.2 L ——— = ——— 1 mol 1 mol 0.50 mol n(H2) n(Fe) =0.50 mol n(H2) =0.50 mol 1 mol n(Fe) 物质的量应用于化学方程式计算 医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成氧化铁，则需要消耗标况下氧气的体积为多少？ 设：需要消耗标况下氧气的体积为V(O2) 4Fe　　＋　　3O2　===　2Fe2O3 4×56 g　 3×22.4 L 56 g　 V(O2) 答：需要消耗标况下氧气的体积为16.8 L。 物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 物质的量应用于化学方程式计算 即学即练 练习:把6.5 gZn放入足量的盐酸中，Zn完全反应。计算： (2)参加反应的HCl的物质的量； (1)6.5 gZn的物质的量； (3)生成H2的体积（标准状况）。 解：（1）Zn的摩尔质量是65 g/mol， n(Zn) = 6.5g 65g/mol = 0.1mol 1 mol 0.1mol n(HCl) 2 mol n(HCl)= 0.1mol × 2mol 1mol =0.2mol V(H2) 22.4L （3）V(H2) = 0.1 mol × 22.4 L 1 mol =2.24 L （2）Zn + 2HCl =ZnCl2+H2↑ 物质的量应用于化学方程式计算 有关物质的量的计算中的“三个规范” 1.书写规范： 各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。 2.符号规范： ① 设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。 ② 各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。 3.单位规范： 把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。 物质的量应用于化学方程式计算 关系式法 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”。然后将“关系式”当作化学方程式使用，一步计算求出未知量。 根据化学方程式确定关系式 根据原子守恒确定关系式 化学方程式中常用的 解题技巧 关系式法 例：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的质量是多少g？ 解析　(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 (2)利用关系式进行计算： CO　～　CaCO3 28 100 m(CO) 10 g m(CO)＝2.8 g 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 △ 则 28 m(CO) = 100 10 g 化学方程式中常用的 解题技巧 守恒法 三大守恒 质量守恒 宏观特征：反应前后质量相等 微观特征：反应前后各元素原子的个数相等 得失电子守恒 宏观特征：氧化还原反应中，元素化合价升高总数=元素化合价降低总数 微观特征：氧化还原反应中，氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数 电荷守恒 宏观特征：电解质溶液呈中性 微观特征：①电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数=阳离子所带正电荷总数；②离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同 化学方程式中常用的 解题技巧 守恒法 例：4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是多少g？ 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) m(Na2CO3)＝10.6 g 则 2×23 4.6 g = 106 m(Na2CO3) 化学方程式中常用的 解题技巧 差量法 根据相同条件下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、生成物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。 化学方程式中常用的 解题技巧 差量法 例：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的质量为多少g？ 解 　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　Δm 　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g 　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　 4 g m(Fe)＝28 g 则 56 g m(Fe) = 8 g 4 g 化学方程式中常用的 解题技巧 随堂练习 1. 把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。下列有关该反应的说法正确的是(　　) A. 反应中Na与NaOH的质量相等 B. 反应中H2O与H2的质量相等 C. 反应中H2O与H2的质量之比为2∶1 D. 反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1 D 2. 现有A、B、C三种化合物，各取40 g相混合完全反应后，得18 g B和49 g C，还有D生成，已知D的相对分子质量为106，现将22 g A和11 g B反应，生成D的物质的量为 (　　) A. 1 mol B. 0.5 mol C. 0.275 mol D. 0.25 mol D 随堂练习 31.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下 的氢气为4.48 L。下列推断中不正确的是( ) A．参加反应的Mg、Al共0.2 mol B．参加反应的HCl为0.4 mol C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子 D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2 A 随堂练习 随堂练习 4. 甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶 液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气 体体积比为甲∶乙=1∶2，则加入的铝粉质量为 ( ) A. 5.4 g B. 3.6 g C. 2.7 g D. 1.8 g A 5. 将铁加入 100 mL 某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为V L(标准状况)，将铝加入到 100 mL 2 mol·L-1的NaOH 溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3V L(标准状况)。下列说法正确的是 ( ) A. 原铁和铝的物质的量相等 B. 原盐酸的浓度为 2 mol·L-1 C. 铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe+6H+ === 2Fe3+ +3H2↑ D. 盐酸与氢氧化钠的物质的量浓度之比为1:3 B 随堂练习 $