1、物质的量在化学方程式计算中的应用物质的量在化学方程式计算中的应用1.在化学变化前后,原子的种类和个数都保持不变,所以任何化学反应都遵循质量守恒定律。2.在标准状况下,46 g钠和足量的水反应,则生成H2的质量为2 g,即2 mol钠和足量的水反应,生成H2的物质的量为1 mol,其体积为22.4 L。一、物质的量在化学方程式计算中的应用以钠和水反应的化学方程式为例:2Na+2H2O=2NaOH+H2化学计量数 22 2 1扩大NA倍2NA 2NA 2NA 1NA物质的量2 mol 2 mol 2 mol 1 mol结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比=参加反应的物质的微粒个数之比=参加反应
2、的物质的物质的量之比=参加反应的物质的气体体积(相同状况)之比。二、根据化学方程式进行计算的基本步骤1.对于反应:2A(g)+2B(g)=3C(g)+D(g),化学计量数之比与下列各项不等的是()A.分子数之比B.物质的量之比C.质量之比D.体积之比(相同状态)答案:C2.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成a L氢气,下列正确的是()A.Zn+2HCl=ZnCl2+H21 mol1 mol3.25 ga LB.Zn+2HCl=ZnCl2+H265 g1 L3.25 ga LC.Zn+2HCl=ZnCl2+H21 mol22.4 L0.05 mola LD.Zn+2HCl=ZnCl2
3、+H265 g 2 g3.25 g a L解析:根据化学方程式计算时必须满足“上下一致,左右相当”。答案:C3.向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,试计算:(1)Al的物质的量;(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度;(3)在标准状况下生成H2的体积。解析:(1)Al的摩尔质量是27 gmol-1,(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2220.4 moln(3)设在标准状况下生成H2的体积是V。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22 mol322.4 L0.4 m
4、ol V答案:(1)0.4 mol(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol,溶液中NaOH的物质的量浓度是0.8 molL-1。(3)13.44 L探究物质的量应用于化学方程式计算的步骤探究物质的量应用于化学方程式计算的步骤问题探究1.将6.5 g锌放入足量的盐酸中充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少?答案:2.24 L2.将6.5 g锌放入含有0.1 mol HCl的盐酸中,充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少?答案:1.12 L(若已知两种或以上反应物的量,计算时首先要判断哪种物质过量,以完全反应的物质的量为标准进行计算)。3.将一定量的锌放入盐酸中,完全反应后,溶液质量
5、增加6.3 g,计算参加反应的锌的物质的量。答案:0.1 mol(本题可以用差量法计算,1 mol锌完全反应生成1 mol H2,溶液质量增加63 g,现在溶液质量增加6.3 g,则反应的锌的物质的量为0.1 mol)。4.将一定量的锌放入100 mL 2 molL-1盐酸中,完全反应后锌有剩余,再向溶液中加入50 mL 4 molL-1 FeCl3溶液,恰好完全反应,则起始时加入锌的质量是多少?(已知:2Fe3+Zn=2Fe2+Zn2+)答案:13 g(该题可用电子得失守恒法解题。n(Zn)2=n(Fe3+)+n(H+)m(Zn)=0.2 mol65 gmol-1=13 g)。思维建模1.有
6、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。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。(2)符号规范: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。如设参加反应HCl溶液的体积为VHCl(aq)。各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)VNaOH(aq)M(NaOH)。(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。2.物质的量在化学计算中应用的注意事项
7、(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,而非质量之比。(2)计算时,各种物质不一定都用物质的量表示,也可以用质量表示,气态物质还可以用体积表示,但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系;只要做到“上下一致,左右相当”即可。3.化学计算中常用的三种方法(1)关系式法当已知物和未知物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”。如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量,根据化学方程式知:3CO3CO23CaCO3即COCaCO3。(2)守恒法质量守恒宏观特征:反应前后元素的质量守恒。微观守恒:反应前后元素
8、的原子个数守恒。得失电子守恒氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。电荷守恒.电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数。.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。(3)差量法根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出所谓“理论差量”,如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。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,解决一定量变的计算题。例如,把一铁棒插入CuSO4溶液后,过一段时间取出,铁棒质量增加了4 g,据此可求出参加反应的Fe的质量。Fe+CuSO4=FeSO4+Cum(质量增加)566464-56=
9、8m(Fe)=28 g4 g素能应用【典例】把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 molL-1盐酸中,反应后溶液中c(HCl)变为4.6 molL-1(溶液体积变化忽略不计)。求:(1)反应中消耗HCl的物质的量。(2)该混合物中铝、铁的物质的量。解析:(1)消耗HCl的物质的量:0.2 L5 molL-1-0.2 L4.6 molL-1=0.08 mol。(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al+6HCl=2AlCl3+3H22 mol 6 molx 3xFe+2HCl=FeCl2+H21 mol 2 moly 2y得x=0.02 mol,y=0.01 mol。答案:(1)0.08 mol(2)Al的物质的量为0.02 mol;Fe的物质的量为0.01 mol。提能训练提能训练在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33.6 L,该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为()A.1 molL-1B.2 molL-1C.1.5 molL-1D.3 molL-1解析:设NaOH的物质的量浓度为c,则2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22 mol 67.2 L0.5 Lc 33.6 L答案:B
