1、PAGE PAGE 12第二課時物質的量在化學方程式有關計算中的應用eq avs4al(素養(yǎng)發(fā)展目標)1能從物質的量的角度認識物質的組成及化學變化，能運用物質的量與其他物理量之間的換算關系進行有關計算。2能結合物質的量在化學方程式計算中的應用，進一步體會守恒思想，強化宏觀辨識與微觀探析能力。eq avs4al(物質的量應用于化學方程式的計算)以Na與H2O的反應為例：化學方程式 2Na 2H2O=2NaOH H2化學計量數(shù)之比： 2 2 2 1物質粒子數(shù)之比： 2 2 2 1擴大到原來的6021023倍： eq avs4al(26.02,1023) eq avs4al(26.02,1023)

2、eq avs4al(26.02,1023) eq avs4al(16.02,1023)物質的量之比： 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol問題探討從以上例子可以得出：(1)任意物質的粒子(構成粒子，下同)數(shù)目之比等于物質的量之比。(2)同一種物質任意狀態(tài)的粒子數(shù)目之比等于物質的量之比。(3)化學方程式中，化學計量數(shù)之比各物質的物質的量之比各物質的粒子數(shù)目之比。(4)化學方程式除可以表示反應物、生成物的粒子數(shù)目關系和質量關系外，還可以表示它們的物質的量關系，如H2Cl2eq o(=,sup7(點燃)2HCl可表示1 mol H2與1 mol Cl2完全反應生成2_mol_HCl。1物質

3、的量應用于化學方程式計算的解題步驟2物質的量在化學方程式計算中的應用題的解題思維流程3物質的量應用于化學方程式計算的常用規(guī)律(1)任意物質，微粒數(shù)之比等于物質的量之比，即N(A)N(B)n(A)n(B)。(2)在同溫、同壓下，氣態(tài)物質的微粒數(shù)之比等于物質的量之比，等于體積之比，即N(A)N(B)n(A)n(B)V(A)V(B)。(3)任意狀態(tài)的同一種物質，微粒數(shù)之比等于物質的量之比，等于質量之比，即N1(A)N2(A)n1(A)n2(A)m1(A)m2(A)。(4)同一種氣態(tài)物質，在同溫、同壓下，微粒數(shù)之比等于物質的量之比，等于體積之比，即N1(A)N2(A)n1(A)n2(A)V1(A)V2

4、(A)。名師點撥(1)書寫格式規(guī)范化：在根據化學方程式計算的過程中，各物理量、物質名稱、公式等盡量用符號表示，且數(shù)據的運算要公式化并帶單位。(2)單位運用對應化：根據化學方程式計算時，如果題目所給的兩個量單位不一致，要注意兩個量的單位要“上下一致，左右相當”。(3)如果兩種反應物的量都是已知的，求解某種產物的量時，必須先判斷哪種物質過量，然后根據不足量的物質進行計算。典例(1)將2.3 g鈉投入97.8 g水中，反應完畢后，得到100 mL溶液，求：產生的氫氣在標準狀況下的體積為_。所得氫氧化鈉溶液的溶質質量分數(shù)為_。所得氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為_。(2)在K2Cr2O714HCl(濃)=

5、2KCl3Cl27H2O2CrCl3的反應中，有0.3 mol電子轉移時生成Cl2的體積為_(標準狀況)，被氧化的HCl的物質的量為_。解析解題模板(1)2.3 g Na的物質的量為neq f(m,M)eq f(2.3 g,23 g/mol)0.1 mol則2Na2H2O=2NaOHH2 2 mol 2 mol 22.4 L 0.1 mol n(NaOH) V(H2)則生成的氫氣在標準狀況下的體積為V(H2)eq f(22.4 L0.1 mol,2 mol)1.12 Lm(H2)eq f(V,Vm)Meq f(1.12 L,22.4 L/mol)2 g/mol0.1 gn(NaOH)0.1 m

6、olm(NaOH)nM0.1 mol40 g/mol4 gw(NaOH)eq f(4 g,2.3 g97.8 g0.1 g)100%4%ceq f(n,V)eq f(0.1 mol,0.1 L)1 mol/L(2)2HCl2eq o(Cl,sup6(1)eq o(Cl,sup6(0)2 2 1 0.3 mol 0.15 mol則生成氯氣的物質的量為0.15 mol體積為0.15 mol22.4 L/mol3.36 L被氧化的HCl為0.3 mol所用公式neq f(m,M)、neq f(V,Vm)、ceq f(n,V)、weq f(m溶質,m溶液)100%注意要點化學計量數(shù)之比等于物質的量之比

7、在方程式中計算，轉化為物質的量方便答案(1)1.12 L4%1 mol/L(2)3.36 L0.3 mol11.15 g金屬鈉與水反應，得到100 mL溶液，試計算：(1)生成的氣體在標準狀況下的體積。(2)反應后所得溶液的物質的量濃度。解析：設生成標準狀況下氣體的體積為V，物質的量濃度為c。2Na2H2O=2NaOHH2223 g2 mol 22.4 L115 g 0.1 Lc VVeq f(22.4 L1.15 g,223 g)0.56 L，ceq f(2 mol1.15 g,223 g0.1 L)0.5 mol/L。答案：(1)0.56 L(2)0.5 mol/L2將6.5 g Zn投入

8、足量稀鹽酸中，鋅完全反應。計算：(1)6.5 g Zn的物質的量。(2)參加反應的HCl的物質的量。(3)生成H2在標準狀況下的體積。解析：(1)n(Zn)eq f(6.5 g,65 g/mol)0.1 mol(2)Zn2HCl=ZnCl2H2 1 2 0.1 mol n(HCl)eq f(1,0.1 mol)eq f(2,nHCl)n(HCl)eq f(0.1 mol2,1)0.2 mol(3)Zn2HCl=ZnCl2H2 2 mol 22.4 L 0.2 mol V(H2)eq f(2 mol,0.2 mol)eq f(22.4 L,VH2)V(H2)eq f(0.2 mol22.4 L,

9、2 mol)2.24 L。答案：(1)0.1 mol(2)0.2 mol(3)2.24 Leq avs4al(鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的計算)鋁與鹽酸、NaOH溶液反應的化學方程式：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2問題探討1等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應，消耗HCl和NaOH的物質的量有什么關系？提示：等量的Al分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應，消耗HCl和NaOH的物質的量之比為31。2等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應，生成H2的量有什么關系？提示：相同狀況下，產生H2的體積之比為11。3足量的鋁與等物質的量濃度、等體

10、積的鹽酸和NaOH反應，生成H2的量又有什么關系？提示：足量的鋁與等物質的量的HCl和NaOH反應，相同狀況下產生H2的體積之比為13。鋁與酸、堿溶液反應生成H2的定量關系反應物的量產生H2的體積關系等量的鋁分別與足量鹽酸和NaOH溶液反應eq f(VHClH2,VNaOHH2)1足量的鋁分別與鹽酸和NaOH溶液反應(HCl、NaOH的物質的量相等)eq f(VHClH2,VNaOHH2)eq f(1,3)一定量的鋁分別與不足量的鹽酸和過量的NaOH溶液反應(HCl、NaOH的物質的量相等)eq f(1,3)eq f(VHClH2,VNaOHH2)1典例甲、乙兩燒杯中分別盛有100 mL濃度均

11、為3 mol/L的鹽酸與NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉，反應結束后測得同溫同壓下生成氣體的體積之比為12，則加入鋁粉的質量為()A5.4 gB3.6 gC2.7 gD1.8 g解析由2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，若甲、乙兩燒杯中鋁粉完全反應時，兩燒杯中產生H2的體積相等。因為甲、乙兩燒杯中反應產生H2的體積(同溫同壓下)之比為12，所以甲、乙兩燒杯中反應消耗的Al的質量之比為12。綜合上述分析可得，甲燒杯中鹽酸不足，反應產生H2的物質的量n(H2)eq f(1,2)n(HCl)0.15 mol；乙燒杯中反應產生H2的物質的

12、量n(H2)0.3 mol，則乙燒杯中反應消耗的n(Al)n(NaOH)0.2 mol，可知乙燒杯中NaOH過量，Al不足，所以m(Al)0.2 mol27 gmol15.4 g。答案A1鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相同時，反應中消耗的HCl和NaOH的物質的量之比為()A11B21C31D13解析：選C2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol3 mol2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol3 moln(HCl)n(NaOH)62312甲、乙兩燒杯中分別裝有等體積、等物質的量濃度的硫酸和氫氧化鈉溶液，現(xiàn)向兩燒杯中各加入等

13、物質的量的鋁，在相同狀況下生成氫氣的體積之比為56，則甲、乙兩燒杯中的反應情況可能是()A甲、乙中都是鋁過量 B甲中鋁過量，乙中堿過量C甲中酸過量，乙中鋁過量D甲中酸過量，乙中堿過量解析：選B設Al與硫酸、氫氧化鈉溶液反應生成氫氣的體積分別為V甲、V乙，由化學方程式2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2和2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，若兩個燒杯中鋁均不足，則鋁完全反應，產生氫氣的體積比V甲V乙11；若兩種情況下鋁均過量，則硫酸和氫氧化鈉均完全反應，產生氫氣的體積比V甲V乙23；現(xiàn)在氫氣的體積比V甲V乙56，則甲燒杯中鋁過量，硫酸完全反應，乙燒杯中鋁完全反應，氫氧化鈉

14、過量。eq avs4al(化學方程式計算中的常用解題技巧)方法一守恒法化學反應中的守恒關系有質量守恒、得失電子守恒、電荷守恒等。(1)質量守恒宏觀特征：反應前后質量相等。微觀特征：反應前后各元素的原子個數(shù)不變。(2)得失電子守恒在氧化還原反應中，氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。即n(氧化劑)氧化劑化學式中變價元素的原子個數(shù)價差n(還原劑)還原劑化學式中變價元素的原子個數(shù)價差。(3)電荷守恒電解質溶液中，陰離子所帶負電荷總數(shù)等于陽離子所帶正電荷總數(shù)，即溶液呈電中性。例如，在0.1 molL1的K2SO4溶液中，c(K)c(H)2c(SOeq oal(2,4)c(OH)。典例1取7.90 g

15、 KMnO4，加熱分解后剩余固體7.42 g。該剩余固體與足量的濃鹽酸在加熱條件下充分反應，生成單質氣體A，產物中錳元素以Mn2形式存在。請計算：(1)KMnO4的分解率_。(2)氣體A的物質的量_。解析厘清題給已知量，找出變化關系，運用守恒(原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒)法解決化學方程式的相關計算，從而達到使計算過程簡化的目的。(1)KMnO4受熱分解的化學方程式為2KMnO4eq o(=,sup7()K2MnO4MnO2O2。7.90 g KMnO4受熱分解剩余7.42 g固體，則產生的O2的質量為7.90 g7.42 g0.48 g，設參加反應的KMnO4的質量為x g，則有2KMn

16、O4eq o(=,sup7()K2MnO4MnO2O2 1582 32 x 0.48eq f(1582,x)eq f(32,0.48)，解得x4.74，則KMnO4的分解率為4.747.90100%60%。(2)由題意知，氣體A為氯氣。解法1(最優(yōu)解)根據得失電子守恒進行列式求算：設生成氯氣的物質的量為y mol，則生成O2和Cl2失去電子的總物質的量為(2y0.48324)mol，KMnO4最終完全轉化為Mn2，故得到電子的總物質的量為(7.901585)mol，根據得失電子守恒，有2y0.483247.901585，解得y0.095。解法2根據化學方程式列式求算：KMnO4受熱分解生成的M

17、nO2和K2MnO4的物質的量均為0.015 mol，剩余的KMnO4的質量為(7.904.74)g3.16 g，物質的量為0.02 mol，根據化學方程式：2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O、K2MnO48HCl(濃)eq o(=,sup7()2KClMnCl22Cl24H2O、MnO24HCl(濃)eq o(=,sup7()MnCl2Cl22H2O，則產生的n(Cl2)(0.02250.01520.015)mol0.095 mol。答案(1)60%(或0.60)(2)0.095 mol方法二關系式法當已知物和未知物之間是靠多個反應來聯(lián)系時，只需直接確定已知量

18、和未知量之間的比例關系，即“關系式”。(1)根據化學方程式確定關系式寫出發(fā)生反應的化學方程式，根據量的關系寫出關系式。例如：把CO還原Fe2O3生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。發(fā)生反應的化學方程式：3COFe2O3eq o(=,sup7(高溫)2Fe3CO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O。則關系式為3CO3CO23CaCO3，即COCaCO3。(2)根據原子守恒確定關系式上述例子中也可直接根據碳原子守恒得出COCaCO3。(3)根據溶液呈電中性確定關系式如Na2SO4溶液中存在關系式：2NaSOeq oal(2,4)。典例2在室溫下，向100 mL CuSO4飽和溶液

19、中加入足量的經硫酸酸化的KI溶液，發(fā)生如下反應：2Cu24I=2CuII2，反應完全后，用0.625 mol/L的Na2S2O3溶液進行滴定：I22S2Oeq oal(2,3)=2IS4Oeq oal(2,6)，消耗了20 mL Na2S2O3溶液，計算原飽和溶液中CuSO4的物質的量濃度。解析由方程式可得關系式2CuSO4I22S2Oeq oal(2,3)，據此計算原溶液中CuSO4的物質的量，再根據ceq f(n,V)計算原飽和溶液中CuSO4的物質的量濃度。設硫酸銅的物質的量濃度為x，根據反應的方程式可得關系式：2CuSO4I22S2Oeq oal(2,3) 2 2 0.1 Lx 0.6

20、25 mol/L0.02 L0.1 Lx0.625 mol/L0.02 Lx0.125 mol/L。答案0.125 mol/L方法三差量法不考慮變化過程，利用最終態(tài)(生成物)與最初態(tài)(反應物)的量的變化來求解的方法叫差量法。因無須考慮變化的過程，所以可使問題簡化。但應注意，只有當差值與始態(tài)量或終態(tài)量存在比例關系，且是同一物理量時，才能用差量法，其關鍵是分析出引起差量的原因。差量可以是物質的量的差，對固體、液體而言，差量可以是質量差、粒子個數(shù)差；對氣體而言，差量還可以是同溫、同壓下的體積差。例如：對化學反應CuOH2eq o(=,sup7()CuH2O中的固體物質作定量研究會發(fā)現(xiàn)，每80 g C

21、uO發(fā)生反應，同時有64 g Cu生成，反應前后固體的質量差為16 g，此質量關系可表示為：CuOH2eq o(=,sup7()CuH2O固體質量差(m) 80 g 64 g 16 g這個固體質量差(m)我們稱之為“差量”。若取任意量的CuO與H2發(fā)生化學反應，參加反應的固體與生成的固體在質量上有定量關系：eq f(mCuO,80)eq f(mCu,64)eq f(mCuOmCu,16)。典例3將一鐵片放入500 mL 1 mol/L的CuSO4溶液中，反應一段時間后，取出鐵片，小心洗凈后干燥稱量，鐵片增重0.8 g，假設反應前后溶液體積不變，則反應后溶液中CuSO4的物質的量濃度是()A0.

22、9 mol/LB0.85 mol/LC0.8 mol/LD0.75 mol/L解析設CuSO4的物質的量為x mol。CuSO4Fe=FeSO4Cum 1 mol 56 g 64 g 8 g x 0.8 g解得x0.1 mol反應后剩余CuSO4的物質的量為0.4 mol，反應后溶液中CuSO4的物質的量濃度是eq f(0.4 mol,0.5 L)0.8 mol/L，故C正確。答案C方法四合金成分測定的方法合金成分的測定分為定性和定量兩個方面。(1)定性分析時，可通過觀察合金的顏色或測定合金的密度大致判斷金屬的種類。(2)定量分析時，可通過加酸、堿溶液驗證合金的種類，對合金的成分作精確判斷，再

23、通過氣體、沉淀的測量實現(xiàn)合金成分的定量測定。在加酸檢驗合金的成分時，常用的分析過程為：典例4化學學習小組對某鎂鋁合金進行了如下實驗探究，請你參與并完成有關問題。實驗藥品12.6 g鎂鋁合金，200 mL a mol/L稀硫酸，520 mL 4 mol/L NaOH溶液。實驗步驟將12.6 g鎂鋁合金與200 mL a mol/L的稀硫酸在如圖所示裝置中充分反應至反應完畢，并收集生成的全部氣體。向b內的混合液中逐滴加入520 mL 4 mol/L氫氧化鈉溶液并充分混合，當氫氧化鈉溶液加至500 mL時生成的沉淀量最大。問題討論(1)儀器b的名稱是_。(2)根據實驗目的可知，12.6 g鎂鋁合金與

24、200 mL a mol/L的稀硫酸反應時，過量的物質應該是_(填“鎂鋁合金”或“稀硫酸”)，以保證另一種物質能夠完全反應無剩余；若標準狀況下，由實驗步驟得到的氣體為13.44 L，則合金中鎂的質量分數(shù)為_(精確到0.1%)。解析(1)實驗裝置中用于硫酸和合金反應的儀器b是圓底燒瓶。(2)實驗目的為測定合金中鎂和鋁的質量分數(shù)，實驗時需要合金全部反應，所以需要稀硫酸過量；若標準狀況下，由實驗步驟得到的氣體體積在標準狀況下為13.44 L，設合金中鎂的物質的量為x，鋁的物質的量為y，生成氫氣的物質的量為13.44 L22.4 L/mol0.6 mol；依據反應MgH2SO4=MgSO4H2、2Al

25、3H2SO4=Al2(SO4)33H2得x1.5y0.6 mol，24 g/molx27 g/moly12.6 g，解得x0.3 mol，y0.2 mol，則合金中鎂的質量分數(shù)為eq f(0.3 mol24 g/mol,12.6 g)100%57.1%。答案(1)圓底燒瓶(2)稀硫酸57.1%規(guī)律方法合金成分的計算方法解答這類問題要明確金屬的性質(與酸、堿反應放出氫氣等)。如MgAl合金在稀酸中溶解，這就要熟記Mg、Al與稀酸的反應，由Mg2H=Mg2H2知MgH2，由2Al6H=2Al33H2知2Al3H2，根據放出H2的量與金屬的對應比例，可迅速作答。特別是鋁合金溶于NaOH溶液中這類問題

26、，首先明確Al與NaOH溶液的反應：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，2Al3H2，可由這一關系得出Al的量，然后再確定鋁合金中其他成分的量。1某溶液中只含有Na、Al3、Cl、SOeq oal(2,4)四種離子，已知前三種離子的個數(shù)比為321，則溶液中Al3和SOeq oal(2,4)的個數(shù)比為()A12B14C34D32解析：選A溶液呈電中性，即離子所帶正電荷的總數(shù)等于離子所帶負電荷的總數(shù)，設Na、Al3、Cl個數(shù)分別為3、2、1，SOeq oal(2,4)個數(shù)為x，則33212x，解得x4，所以溶液中Al3和SOeq oal(2,4)的個數(shù)比為2412。2現(xiàn)有兩種Na2CO

27、3與NaHCO3的混合物X和Y。已知Na2CO3受熱難分解，而NaHCO3受熱易分解：2NaHCO3eq o(=,sup7()Na2CO3CO2H2O。(1)現(xiàn)取5.00 g混合物X，充分加熱后混合物質量減少了0.31 g，則原混合物中碳酸鈉的質量為_。(2)現(xiàn)取5.00 g混合物Y，充分加熱至恒重，把放出的氣體通入足量澄清石灰水中，生成2.00 g沉淀，則原混合物中碳酸氫鈉的質量分數(shù)為_。解析：(1)2NaHCO3eq o(=,sup7() Na2CO3H2OCO2m 284 g 106 g 62 g m(NaHCO3) 0.31 g解得：m(NaHCO3)0.84 g原混合物中Na2CO3的質量為5.00 g0.84 g4.16 g。(2)2NaHCO3eq o(=,sup7()Na2CO3CO2H2O，Ca(OH)2CO2=H2OCaCO3，由此得關系式：2NaHCO3CO2CaCO3 284 g 100 g 5.00 gw (NaHCO3) 2.00 g解得：w(NaHCO3)67.2%答案：(1)4.16 g(2)67.2%分級訓練課課過關1等量的鐵粉