1、第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用 一、物质的量与各物理量之间的关系一、物质的量与各物理量之间的关系1.1.图示关系图示关系2.2.计算公式计算公式(1)(1)已知物质的质量已知物质的质量:n(B)=_;:n(B)=_;(2)(2)已知标准状况时的气体体积已知标准状况时的气体体积:n(B)=_;:n(B)=_;(3)(3)已知物质的已知物质的粒子数粒子数:n(B)=_;:n(B)=_;(4)(4)已知溶液中的物质的量浓度已知溶液中的物质的量浓度:n(B)=_:n(B)=_。m BM B mVB gV AN BNc(B)VB(aq)c(B)VB(aq)【做一做做一做】22 g 22 g C
2、OCO2 2的物质的量是的物质的量是_ mol,_ mol,在标在标准状况下的体积是准状况下的体积是_L_L。0.50.511.211.2二、化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系二、化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系2Na2Na+2H2H2 2O=2NaOHO=2NaOH+H H2 2计量数之比计量数之比:2 2 2 2 2 21 1扩大扩大N NA A倍倍:2 2N NA A 2 2N NA A 2 2N NA AN NA A物质的量之比物质的量之比:2 mol2 mol:2 mol2 mol 2 mol2 mol 1 mol 1 mol质量之比质量之比:46 g 36 g 4
3、6 g 36 g 80 g80 g 2 g 2 g结论结论:化学方程式中化学计量数之比等于化学方程式中化学计量数之比等于_之之比比,也等于也等于_之比之比,对于有气体参与的反应还等对于有气体参与的反应还等于于_之比。之比。粒子个数粒子个数物质的量物质的量体积体积【情境情境思考思考】甲、乙两位同学就物质的量应用于化甲、乙两位同学就物质的量应用于化学方程式的计算学方程式的计算,进行了以下讨论进行了以下讨论:你同意哪位同学的说法你同意哪位同学的说法?提示提示:甲。若题目所给物质的物理量单位不一致甲。若题目所给物质的物理量单位不一致,换算换算成同一个单位成同一个单位,有时显得很烦琐有时显得很烦琐,这时
4、只要做到各个量这时只要做到各个量的单位的单位“上下一致上下一致,左右相当左右相当”即可。即可。知识点物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤知识点物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤【重点释疑重点释疑】1.1.计算步骤计算步骤2.2.计算过程中的注意事项计算过程中的注意事项(1)(1)书写格式规范化书写格式规范化:在根据化学方程式计算的过程中在根据化学方程式计算的过程中,各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示,且数据且数据的运算要公式化并带单位。的运算要公式化并带单位。(2)(2)单位运用对应化单位运用对应化:根据化学方程式计算时根据化学方程式计算时,
5、如果题目如果题目所给的两个量单位不一致所给的两个量单位不一致,要注意两个量的单位要要注意两个量的单位要“上上下一致下一致,左右相当左右相当”。(3)(3)如果两种反应物的量都是已知的如果两种反应物的量都是已知的,求解某种产物的求解某种产物的量时量时,必须先判断哪种物质过量必须先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物然后根据不足量的物质进行计算。质进行计算。【思考思考讨论讨论】观察下面的化学方程式观察下面的化学方程式,及各物质对应的物理量及各物质对应的物理量,思考思考并回答相关问题。并回答相关问题。2Na2Na+2H2H2 2O=2NaOHO=2NaOH+H H2 22 223 g 2 mol23
6、 g 2 mol 2 mol2 mol 22.4 L22.4 Lm(Na)m(Na)n(H n(H2 2O)O)n(NaOH)n(NaOH)V(HV(H2 2)则有则有 222 23 g2 mol2 mol22.4 Lm Nan H On NaOHV H(1)(1)为什么利用化学方程式进行计算时为什么利用化学方程式进行计算时,同一种物质的同一种物质的单位必须统一单位必须统一,而不同的物质则不必统一而不同的物质则不必统一?提示提示:同一种物质用不同的物理量表示时同一种物质用不同的物理量表示时,比例是相同比例是相同的。例如的。例如1 mol1 mol钠和钠和23 g23 g钠完全相同。钠完全相同。
7、(2)(2)上述反应是在常温常压下发生的吗上述反应是在常温常压下发生的吗?说明你的判断说明你的判断理由。理由。提示提示:不是。因为在计算中不是。因为在计算中1 mol1 mol氢气的体积是氢气的体积是22.4 L,22.4 L,说明一定不是在常温常压下进行的。说明一定不是在常温常压下进行的。【案例示范案例示范】【典例典例】镁铝合金具有很好的强度、刚性和尺寸稳定镁铝合金具有很好的强度、刚性和尺寸稳定性性,常用来制作又轻又薄的笔记本电脑、手机等的外壳。常用来制作又轻又薄的笔记本电脑、手机等的外壳。把把10.2 g10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,在标
8、在标准状况下生成准状况下生成6.72 L6.72 L氢气。试计算氢气。试计算:(1)(1)该合金中铝的质量分数是该合金中铝的质量分数是_。(2)(2)该合金中镁与铝的物质的量之比是该合金中镁与铝的物质的量之比是_。(3)(3)该合金溶于足量的盐酸中该合金溶于足量的盐酸中,标准状况下产生氢气的标准状况下产生氢气的体积是体积是_。【解题指南解题指南】解答本题应注意以下两点解答本题应注意以下两点:(1)(1)掌握铝与氢氧化钠溶液的反应掌握铝与氢氧化钠溶液的反应,同时明确镁与氢氧同时明确镁与氢氧化钠溶液不反应。化钠溶液不反应。(2)(2)注意应用化学方程式计算时的规范问题。注意应用化学方程式计算时的规
9、范问题。【解析解析】(1)(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应镁不反应,只有铝能与氢氧化钠溶液反应。设铝的物质只有铝能与氢氧化钠溶液反应。设铝的物质的量为的量为n(Al),n(Al),则则:2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 22 mol2 mol 3 322.4 L22.4 Ln(Al)n(Al)6.72 L6.72 L解得解得:n(Al)=0.2 mol,:n(Al)=0.2 mol,m(Al)=0.2 molm(Al)=0.2 mol27 g27 gmolmol-1
10、-1=5.4 g,=5.4 g,铝的质量分数为铝的质量分数为 100%52.9%100%52.9%。5.4 g10.2 g(2)m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,(2)m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,n(Mg)=0.2 mol,n(Mg)=0.2 mol,则则n(Al)n(Mg)=11n(Al)n(Mg)=11。14.8 g24 g mol(3)(3)设由铝生成的氢气为设由铝生成的氢气为V V1 1(H(H2 2),),由镁生成的氢气为由镁生成的氢气为V V2 2(H(H2 2),),由铝和镁与盐酸的反应可知由铝和镁与盐酸的反应可知:2Al+6HCl=2AlC
11、l2Al+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 22 mol2 mol 3 322.4 L22.4 L0.2 mol0.2 mol V V1 1(H(H2 2)解得解得:V:V1 1(H(H2 2)=6.72 L,)=6.72 L,Mg+2HCl=MgClMg+2HCl=MgCl2 2+H+H2 21 mol1 mol 22.4 L22.4 L0.2 mol0.2 mol V V2 2(H(H2 2)解得解得:V:V2 2(H(H2 2)=4.48 L,V)=4.48 L,V总总(H(H2 2)=V)=V1 1(H(H2 2)+V)+V2 2(H(H2 2)=)=6.72 L+4.48 L
12、=11.2 L6.72 L+4.48 L=11.2 L。答案答案:(1)52.9%(1)52.9%(2)11(2)11(3)11.2 L(3)11.2 L【迁移迁移应用应用】1.0.56 g1.0.56 g氧化钙恰好与氧化钙恰好与20 mL20 mL盐酸反应盐酸反应,则此盐酸的物则此盐酸的物质的量浓度是质的量浓度是()A.0.10 molLA.0.10 molL-1-1 B.0.20 molL B.0.20 molL-1-1C.0.50 molLC.0.50 molL-1-1 D.1.00 molL D.1.00 molL-1-1【解析解析】选选D D。CaO+2HClCaO+2HCl=CaC
13、lCaCl2 2+H+H2 2O O56 g 2 mol56 g 2 mol0.56 g0.56 gc(HCl)c(HCl)20201010-3-3 L L则则:解得解得c(HCl)=1.00 molc(HCl)=1.00 molL L-1-1。356 g2 mol0.56 gc HCl20 10L2.2.将将1 mol Na1 mol Na和和1 mol Al1 mol Al的混合物投入足量水中的混合物投入足量水中,产生产生的气体在标准状况下的体积为的气体在标准状况下的体积为()A.11.2 LA.11.2 LB.22.4 LB.22.4 LC.33.6 LC.33.6 LD.44.8 LD
14、.44.8 L【解析解析】选选D D。根据化学方程式进行计算。根据化学方程式进行计算:2Na+2H2Na+2H2 2O O=2NaOH+H2NaOH+H2 22 2 2 2 1 11 mol1 mol 1 mol1 mol 0.5 mol0.5 mol2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O O=2NaAlO2NaAlO2 2+3H+3H2 22 22 2 3 31 mol1 mol1 mol1 mol1.5 mol1.5 mol故故NaNa、AlAl完全反应生成完全反应生成2 mol H2 mol H2 2,在标准状况下的体积在标准状况下的体积为为44.8 L44.8 L。【
15、备选要点备选要点】一、化学计算的常用方法一、化学计算的常用方法【重点释疑重点释疑】方法一方法一:关系式法关系式法当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时,只需直只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系接确定已知量和未知量之间的比例关系,即即“关系式关系式”。(1)(1)根据化学方程式确定关系式根据化学方程式确定关系式写出发生反应的化学方程式写出发生反应的化学方程式,根据量的关系写出关系式。根据量的关系写出关系式。(2)(2)根据原子守恒确定关系式根据原子守恒确定关系式【思考思考讨论讨论】用用1 molCO 1 molCO 还原足量的还原足量的FeFe2
16、2O O3 3,充分反应后将生成的充分反应后将生成的COCO2 2通入澄清的石灰水中通入澄清的石灰水中,求生成求生成CaCOCaCO3 3沉淀的质量。沉淀的质量。(1)(1)怎样利用化学方程式建立怎样利用化学方程式建立COCO和和CaCOCaCO3 3间的关系间的关系?提示提示:上述过程中发生反应的化学方程式有上述过程中发生反应的化学方程式有:3CO+Fe:3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2,CO,CO2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O,O,则关系式则关系式为为3CO3CO3CO3CO2 23CaCO3CaCO3
17、 3,即即COCOCaCOCaCO3 3。(2)(2)怎样利用原子守恒建立怎样利用原子守恒建立COCO和和CaCOCaCO3 3间的关系间的关系?提示提示:根据碳原子守恒根据碳原子守恒COCOCOCO2 2CaCOCaCO3 3,即即COCO中的碳原子中的碳原子全部转化为全部转化为CaCOCaCO3 3,得出得出COCOCaCOCaCO3 3。【案例示范案例示范】【典例典例】硫黄制硫酸时发生的反应有硫黄制硫酸时发生的反应有S+OS+O2 2 SO SO2 22SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3SOSO3 3+H+H2 2O O=H H2 2SOSO4 4由硫黄制取硫酸的关系式
18、是由硫黄制取硫酸的关系式是_。假设。假设64 g64 g硫黄硫黄完全反应完全反应,可制取硫酸的质量是可制取硫酸的质量是_。【解题指南解题指南】利用关系式法解题的关键是利用化学方利用关系式法解题的关键是利用化学方程式确定已知量和待求量之间的关系式。程式确定已知量和待求量之间的关系式。【解析解析】据题中化学方程式据题中化学方程式(或根据硫原子守恒或根据硫原子守恒)可得可得关系式关系式S SH H2 2SOSO4 4。制取硫酸的质量为。制取硫酸的质量为 98 g mol98 g mol-1-1=196 g=196 g。答案答案:S SH H2 2SOSO4 4196 g196 g164 g32 g
19、mol【迁移迁移应用应用】(2019(2019孝感高一检测孝感高一检测)已知已知Fe+S=FeS,FeS+2HCl Fe+S=FeS,FeS+2HCl=FeCl=FeCl2 2+H+H2 2S,2HS,2H2 2S+3OS+3O2 2 2SO 2SO2 2+2H+2H2 2O,O,一定量的铁一定量的铁粉和粉和9 g9 g硫粉混合加热硫粉混合加热,待其反应后再加入过量盐酸待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧将生成的气体完全燃烧,共收集得共收集得9 g9 g水水,则加入的铁则加入的铁粉质量为粉质量为()A.14 gA.14 gB.42 gB.42 gC.56 gC.56 gD.28 gD
20、.28 g=点燃点燃【解析解析】选选D D。根据各步反应的定量关系。根据各步反应的定量关系,可列出关系可列出关系式式:FeFeS(FeFeS(铁守恒铁守恒)H)H2 2S(S(硫守恒硫守恒)H)H2 2O(O(氢守恒氢守恒)FeHFeH2 2(化学方程式化学方程式)H)H2 2O(O(氢守恒氢守恒)推出推出:Fe:FeH H2 2O O 56561818 x gx g9 g9 g56x g=189 g,x=2856x g=189 g,x=28即加入的铁粉质量为即加入的铁粉质量为28 g28 g。方法二方法二:差量法差量法根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化根据化学反应前后物质的有关物理量
21、发生的变化,找出找出“理论差量理论差量”,如反应前后的质量差、物质的量差、气如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。体体积差等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变计算题的解决一定量变计算题的方法。方法。【思考思考讨论讨论】把一铁棒插入把一铁棒插入CuSOCuSO4 4溶液后溶液后,过一段时间取出过一段时间取出,铁棒质量铁棒质量增加了增加了4 g4 g。(1)(1)怎样确定铁与怎样确定铁与CuSOCuSO4 4溶液反应的理论差量溶液反应的理论差量?提示提示:根据化学方程式可知根据化学方程
22、式可知56 g56 g铁反应后生成铁反应后生成64 g64 g铜铜,生成的铜附着在铁表面生成的铜附着在铁表面,铁棒增重铁棒增重8 g8 g。(2)(2)怎样利用理论差量和实际差量列式求算参加反应的怎样利用理论差量和实际差量列式求算参加反应的FeFe的质量的质量?提示提示:Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cum(m(增加增加)5656 6464 8 8m(Fe)m(Fe)4 g 4 g列等式列等式 得出得出:m(Fe)=28 g:m(Fe)=28 g56 8m Fe4 g，【案例示范案例示范】【典例典例】已知已知:碳酸钠高温下不分解碳酸钠高温下不分解;碳酸氢钠
23、受碳酸氢钠受热发生分解反应热发生分解反应:2NaHCO:2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2。充。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19 g,19 g,完全反应后固完全反应后固体质量减轻了体质量减轻了3.1 g,3.1 g,求求:(1)(1)原混合物中碳酸钠的质量是原混合物中碳酸钠的质量是_ g_ g。(2)(2)在剩余固体中在剩余固体中,加入过量盐酸加入过量盐酸,反应后放出二氧化碳反应后放出二氧化碳的体积的体积(标准状况标准状况)是是_ L_ L。【解析解析】(1)(1)设混合物中碳酸氢钠的质量为设混合物中碳酸氢钠
24、的质量为m,m,则则:2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2 m m168 g168 g106 g106 g 62 g62 gm m 3.1 g3.1 g故故m=m=168 g=8.4 g,168 g=8.4 g,则碳酸钠的质量为则碳酸钠的质量为19 g-8.4 g=10.6 g19 g-8.4 g=10.6 g。3.1 g62 g(2)(2)剩余固体为碳酸钠剩余固体为碳酸钠,质量为质量为19 g-3.1 g=15.9 g,19 g-3.1 g=15.9 g,物质的量为物质的量为 =0.15 mol,=0.15 mol,根据碳原子守恒
25、可根据碳原子守恒可知知,生成二氧化碳的物质的量为生成二氧化碳的物质的量为0.15 mol,0.15 mol,标准状况下标准状况下的体积为的体积为0.15 mol0.15 mol22.4 L22.4 Lmolmol-1-1=3.36 L=3.36 L。答案答案:(1)10.6(1)10.6(2)3.36(2)3.36 115.9 g106 g mol【迁移迁移应用应用】将将8 g8 g铁片放入铁片放入100 mL100 mL硫酸铜溶液中硫酸铜溶液中,溶液中的铜离子溶液中的铜离子全部被还原时全部被还原时,固体质量变为固体质量变为8.2 g,8.2 g,则原硫酸铜溶液的则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为
26、物质的量浓度为()A.0.5 molLA.0.5 molL-1-1 B.0.25 molL B.0.25 molL-1-1C.0.025 molLC.0.025 molL-1-1 D.0.125 molL D.0.125 molL-1-1【解析解析】选选B B。FeFe+CuSO+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu m m 56 g56 g1 mol 1 mol 64 g 8 g 64 g 8 g n(CuSO n(CuSO4 4)(8.2-8)g (8.2-8)gn(CuSOn(CuSO4 4)=0.025 mol,)=0.025 mol,c(CuSOc(CuSO4 4)=
27、0.25 mol)=0.25 molL L-1-1。1 mol 0.2 g8 g0.025 mol0.1 L二、守恒法二、守恒法1.1.质量守恒质量守恒:反应前后元素质量、原子个数不变。反应前后元素质量、原子个数不变。2.2.得失电子守恒得失电子守恒:还原剂失电子总数还原剂失电子总数=氧化剂得电子总氧化剂得电子总数。数。3.3.电荷守恒电荷守恒:阳离子所带正电荷总数阳离子所带正电荷总数=阴离子所带负电阴离子所带负电荷总数。荷总数。【针对训练针对训练】1.1.在体积为在体积为V LV L的密闭容器中通入的密闭容器中通入a mola mol一氧化碳和一氧化碳和b mol b mol 氧气氧气,点燃
28、充分反应后容器内碳原子与氧原子点燃充分反应后容器内碳原子与氧原子数之比为数之比为 ()A.ab B.a2bA.ab B.a2bC.a(a+2b)D.a2(a+b)C.a(a+2b)D.a2(a+b)【解析解析】选选C C。根据反应前后原子守恒可知。根据反应前后原子守恒可知,n(C)n(O),n(C)n(O)=a(a+2b)=a(a+2b)。2.0.3 mol2.0.3 mol氯气和足量的金属氯气和足量的金属M M反应反应,生成生成0.2 mol MCl0.2 mol MCln n,则则n n等于等于 ()A.1A.1 B.2 B.2 C.3 C.3 D.4 D.4【解析解析】选选C C。根据氯原子守恒。根据氯原子守恒,可知可知0.3 mol Cl0.3 mol Cl2 2和和0.2 mol MCl0.2 mol MCln n均含均含0.6 mol Cl0.6 mol Cl。【课堂回眸课堂回眸】
