1、20222022人教版高中化学新教材同步人教版高中化学新教材同步 精品课件精品课件 物质的量在化学方程式计算 中的应用 1.能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化，能运用物质的量 与其他物理量之间的换算关系进行有关计算。 2.能结合物质的量在化学方程式计算中的应用，进一步体会守恒思想， 强化宏观辨识与微观探析能力。 核心素养发展目标 一、物质的量在化学方程式计算中的应用 随堂演练知识落实 课时对点练 二、化学计算中的常用方法 内 容 索 引 1.化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 2COO2 2CO2 化学计量数 2 _ _ 扩大NA倍 2NA _ _ 物质的量 2 mol _ _
2、质量 56 g _ _ 标况下气体体积 44.8 L _ _ 一、物质的量在化学方程式计算中的应用 12 NA2NA 1 mol2 mol 32 g88 g 22.4 L44.8 L 结论： (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_之比。 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于 其_之比。 粒子数目 物质的量 体积 2.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤 3.计算实例 (1)已知量、未知量均以物质的量计算 例15.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况的体积是多少？ 答案设：生成标准状况下氢气的物质的量为n(H2) 2Al2N
3、aOH2H2O=2NaAlO23H2 23 0.2 mol n(H2) n(H2)0.3 mol V(H2)n(H2)Vm0.3 mol22.4 Lmol16.72 L 答：生成标准状况下氢气的体积是6.72 L。 (2)已知量、未知量单位不一致的计算 例2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？ 答案设：需要消耗标况下氧气的体积为V(O2) 由反应方程式 4Fe3O2=2Fe2O3 456 g 322.4 L 56 g V(O2) 答：需要消耗标况下氧气的体积为16.8 L
4、。 (1)书写格式规范化：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，且数据的运算要公式化并带单位。 (2)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单 位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。 (3)如果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，然后根据不足量的物质进行计算。 特别提示 返回 1.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”。 (1)根据化学方程式确定关系式 写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。 (2)根据原子
5、守恒确定关系式 二、化学计算中的常用方法 例3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 g。2.8 解析(1)根据化学方程式确定关系： CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O 则关系式为3CO3CO23CaCO3 即COCaCO3 (2)利用关系式进行计算 COCaCO3 28 100 m(CO) 10 g m(CO)2.8 g。 2.守恒法 (1)反应前后元素种类、质量、原子个数不变。 例44.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。10.6 解析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
6、系式： 2NaNa2CO3 223 106 4.6 g m(Na2CO3) (2)还原剂失电子总数氧化剂得电子总数 例5用1 molL1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2102 mol的 还原， 已知氧化产物为 ，则元素X在还原产物中的化合价为 。4 解析氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化 合价为x，则有： 1 molL10.03 L(64)2102 mol(7x)，解得x4。 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，找出所谓的“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 应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方
7、法。 例6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 _。 28 g 解析FeCuSO4=FeSO4Cum 56 g 64 g64 g56 g8 g m(Fe) 4 g 4.方程组法 一般方程组法用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个 已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量。 例7把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 molL1盐酸中，反应后盐酸的 浓度变为4.6 molL1(溶液体积变化忽略不计)。求： (1)反应中消耗HCl的物质的量。 答案消耗HCl的物质的量：0.2 L5 molL10.2 L4.6 molL1
8、 0.08 mol。 (2)该混合物中铝、铁的物质的量。 答案设Al、Fe的物质的量分别为x、y。 2Al6HCl=2AlCl33H2 26 x 3x Fe2HCl=FeCl2H2 12 y2y 解得：x0.02 mol，y0.01 mol。 即n(Al)0.02 mol；n(Fe)0.01 mol。 (1)有关化学方程式计算的等式关系 各物质的化学计量数之比各物质的物质的量之比各物质构成粒子的 粒子数之比相同条件下气体的体积之比。 (2)化学计算中常用方法 守恒法(质量守恒、电荷守恒、电子守恒) 差量法(质量差值法、体积差值法) 关系式法(利用元素守恒建立关系式、利用方程式建立关系式、利用电
9、 子守恒建立关系式) 方程组法(两个已知量求解混合物中两种物质的未知量) 归纳总结 返回 解析比例式应注意单位要“上下一致，左右对应”。 1.标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确 的是 A.Zn2HCl=ZnCl2H2B.Zn2HCl=ZnCl2H2 1 mol 1 mol 65 g 1 L 3.25 g x L 3.25 g x L C.Zn2HCl=ZnCl2H2 D.Zn2HCl=ZnCl2H2 1 mol 22.4 L 65 g 1 mol 0.05 mol x L 3.25 g x L 123 随堂演练知识落实 4 解得c(HCl)1.00 mol
10、L1。 2.(2019合肥高一检测)0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸反应，则此盐酸的 物质的量浓度是 A.0.10 molL1 B.0.20 molL1 C.0.50 molL1 D.1.00 molL1 1234 解析CaO2HCl=CaCl2H2O 56 g2 mol 0.56 g c(HCl)20103 L 3.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； 1234 答案Al的摩尔质量是27 gmol1， (2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度； 1234 答案设参加反应的NaOH物质的量是n。
11、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 22 0.4 mol n (3)在标准状况下生成H2的体积。 1234 答案设在标准状况下生成H2的体积是V。 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol322.4 L 0.4 mol V 4.(2019银川一中高一期末)已知实验室在加热条件下制取Cl2的化学方程 式为MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O，将8.7 g MnO2与足量 浓盐酸混合加热，反应生成氯气的体积(标准状况)是_；被氧化的 HCl的质量是 。 1234 2.24 L 7.3 g 解析浓盐酸足量，产生Cl2的体积和被氧化的HCl的质量都是由8.7
12、g MnO2决定的。根据反应MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O中氯 元素化合价的变化可知，4 mol HCl中只有2 mol HCl被氧化为Cl2；8.7 g MnO2的物质的量 0.1 mol，设反应生成Cl2的体积为V，被 氧化的HCl的质量为x，则有： 1234 1 mol 22.4 L 236.5 g 0.1 mol V x 1234 解得V2.24 L，x7.3 g。 反应生成的Cl2在标准状况下的体积为2.24 L，被氧化的HCl的质量是7.3 g。 返回 解析化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。 题组一物质的量在化学方程式中的应用题组一物质的量在化
13、学方程式中的应用 1.物质在发生化学反应时 A.它们的质量一定相等 B.它们的物质的量一定相等 C.它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比 D.它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比 课时对点练 123456789 10 A组基础对点练 2.一块表面被氧化的钠的质量是10.8 g，投入水中，完全反应得到标准状 况下的氢气 0.2 g，则原钠块中被氧化的钠的质量是 A.4.6 g B.6.2 g C.7.8 g D.9.2 g 123456789 10 根据反应：4NaO2=2Na2O可知，被氧化的钠的物质的量为0.1 mol 20.2 mol，被氧化的钠的质量为0.2 mol23 gm
14、ol14.6 g。 解析设产生0.2 g氢气需钠的质量为x。 2Na2H2O=2NaOHH2 46 g2 g x0.2 g 123456789 10 解得x4.6 g，则氧化钠的质量是10.8 g4.6 g6.2 g， 解析2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol67.2 L n(NaOH) 33.6 L 3.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溶液的浓度为 A.1.0 molL1 B.2.0 molL1 C.1.5 molL1 D.3.0 molL1 123456789 10 4.等质量的两份铝分别与足量稀
15、硫酸和足量NaOH溶液反应，若消耗的两 溶液的体积相等，则两溶液的物质的量浓度之比为 A.32 B.23 C.11 D.12 123456789 10 解析依题意，两份铝的物质的量相等，设n(Al)1 mol。 2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2 2 mol 3 mol 1 mol n(H2SO4) 得：n(H2SO4)1.5 mol。 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol 2 mol 1 mol n(NaOH) 得：n(NaOH)1 mol。 两溶液体积相等，故c(H2SO4)c(NaOH)n(H2SO4)n(NaOH)1.51 32。 123456789 1
16、0 5.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1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 12，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 123456789 10 123456789 10 解析由2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO2 3H2可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗 HCl与NaOH的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol，且已知生成 H2的体积比为12，所以发生反应时分别为HCl不足Al过量，NaOH过量 Al不
17、足。与0.3 mol盐酸完全反应的Al为2.7 g，则由生成H2的体积比为 12可知，反应的Al的量之比也为12，即与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。 解析根据题意n(Fe)0.375 mol，n(S)0.25 mol。由SFe FeS可 知Fe过量，按S的量计算，反应生成的n(FeS)n(S)0.25 mol，所以 m(FeS)22 g。 123456789 10 题组二化学计算中的常用方法题组二化学计算中的常用方法 6.21 g铁粉与8 g硫粉混合加热，若不考虑其他损失，可生成硫化亚铁的 质量为 A.33 g B.24 g C.29 g D.22 g 7.有一铁的氧化物样品，用140
18、mL 5 molL1的盐酸恰好完全溶解，所得 溶液还能与通入的0.56 L氯气(标准状况)反应，使Fe2全部转化为Fe3， 则此氧化物为 A.Fe2O3 B.Fe3O4C.Fe4O5 D.Fe5O7 123456789 10 123456789 10 解析铁的氧化物与稀盐酸反应可能生成FeCl2、FeCl3和H2O。通入Cl2后 Fe2被氧化为Fe3，则溶液中溶质最终只有FeCl3，可由n(Cl)求n(Fe)。氧 化物中的氧与盐酸中的H结合生成H2O，可由盐酸中的n(H)求n(O)；再 由 求得铁的氧化物的化学式。n(Cl)5 molL10.14 L2 0.75 mol；n(H)5 molL1
19、0.14 L0.7 mol，所以 解析根据得失电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3转移的电子数和Cl2被 还原为Cl转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.01 mol。 8.某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状 况下112 mL Cl2，恰好将Fe2完全氧化。x值为 A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93 123456789 10 9.(2019南昌十中期末)向Fe2O3和铁屑的混合物中加入足量的稀硫酸至固 体完全溶解，所得溶液中不含Fe3，而产生的Fe2和H2的物质的量之比 为41，则原混合物中Fe2O3和Fe的
20、物质的量之比为 A.11 B.21 C.12 D.13 123456789 10 123456789 10 解析设原混合物中含有x mol Fe，y mol Fe2O3，由化学方程式Fe2O3 3H2SO4=Fe2(SO4)33H2O和Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4得到Fe2O3 Fe2(SO4)3Fe3FeSO4，可见y mol的Fe2O3参加反应转化为3y mol FeSO4， 同时消耗y mol的Fe；又由FeH2SO4=FeSO4H2可知，(xy)mol的 Fe与硫酸反应产生(xy)mol的FeSO4和(xy)mol H2；则有3y mol(x y)mol(xy)mol41，整理
21、得yx12，故合理选项是C。 10.已知：碳酸钠高温下不分解；碳酸氢钠受热发生分解反应： 2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混 合物19 g，完全反应后固体质量减轻了3.1 g，求： (1)原混合物中碳酸钠的质量是 g。 123456789 10 10.6 则碳酸钠的质量为19 g8.4 g10.6 g。 123456789 10 解析设混合物中碳酸氢钠的质量为m，则： 168 g106 g 62 g m3.1 g (2)在剩余固体中，加入过量盐酸，反应后放出二氧化碳的体积(标准状况) 是 L。 123456789 10 3.36 解析剩余固体为碳酸钠，质量为
22、19 g3.1 g15.9 g， 根据碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为0.15 mol，标准状况 下的体积为0.15 mol22.4 Lmol1 3.36 L。 1.将5 g镁、锌、铁三种金属的混合物投入40 mL稀硫酸中，恰好完全反 应，生成的氢气在标准状况下的体积是2.8 L，则这三种金属的物质的量 之和为 A.0.25 mol B.0.125 molC.0.1 mol D.0.5 mol B组综合强化练 12345678 解析Mg、Zn、Fe均用R表示，这三种金属与稀硫酸反应符合通式R H2SO4=RSO4H2，故这三种金属的物质的量之和等于氢气的物质 的量，为 0.125 mo
23、l。 2.现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验： 取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为b L(标 准状况下)；另取a g样品，高温条件下二者恰好完全反应：2AlFe2O3 Al2O32Fe，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积 为c L(标准状况下)。则cb等于 A.11 B.12 C.23 D.34 12345678 12345678 解析该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝与氧化铁反应后的 生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到如 下关系式： 2AlFe2O32Fe，2Al3H2，2Fe2H2， 故cb23。
24、 3.现有一定量FeO、Fe2O3的混合物，在足量H2气流中加热充分反应，冷却 后称得剩余固体质量比原混合物减少0.8 g；将等质量的原混合物与盐酸反 应，欲使之完全溶解，则需1 molL1盐酸的体积至少为 A.0.05 L B.0.1 LC.0.2 L D.1 L 12345678 解析剩余固体比原混合物减少的质量即为原混合物中O的质量，则n(O) 0.05 mol。原混合物与盐酸反应，生成氯化物和水，则n(H) 2n(O)0.05 mol20.1 mol，n(HCl)0.1 mol，则1 molL1盐酸的体 积至少为 0.1 L。 4.工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取a
25、 g工业纯碱样 品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体。则该样品中 纯碱的质量分数是 12345678 解析根据反应的化学方程式，采用差量法可求出该样品中Na2CO3的质 5.由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的盐酸 反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2 L，则混合物中一定含有的金 属是 A.铁 B.锌 C.铝 D.镁 12345678 解析已知10 g金属与足量盐酸反应产生标准状况下11.2 L H2，要确定金 属的组成，有以下几种方法： 解法解法1(关系式法)：由M H2(M为Fe、Zn、Al或Mg，n为M与盐酸反 应形成氯化物时M的化合价的
26、绝对值)可以算出，产生标准状况下11.2 L H2时，需要各金属的质量分别是m(Zn)32.5 g，m(Fe)28 g，m(Mg) 12 g，m(Al)9 g10 g。即只有当Al与其他任意一种金属混合时才合理。 解法解法2(平均相对原子质量法)：先假定所有金属发生反应后的化合价均 为2，列比例式求出混合物的平均相对原子质量，即 则 20，Ar(Zn)、Ax(Fe)、Ar(Mg)均大于20。铝视为2价时，相对原子 质量可折算为27 1820，则必含Al。 12345678 解析n(HCl)0.05 molL10.1 L0.005 mol，加入NaOH溶液使Fe3、 Al 3刚好完全沉淀时，溶液
27、中的溶质只有NaCl，根据氯原子守恒， n(NaCl)n(HCl)0.005 mol，则n(NaOH)n(NaCl)0.005 mol，所以 c(NaOH)0.005 mol0.1 L0.05 molL1。 6.(2019太原期末)将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的100 mL 0.05 molL1 的盐酸中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3、Al3刚好完全沉淀，消耗 NaOH溶液100 mL，则NaOH溶液的浓度为 A.0.1 molL1 B.0.2 molL1 C.0.05 molL1 D.无法计算 12345678 7.某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素
28、的焰色试验 呈绿色)。 外观暗灰色，表皮光滑； 在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落； 取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的 H2 8.96 L； 另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状 况下的H2 8.96 L。 (1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是 (填元素符号)；可能 含有下列元素中的 (填字母)。 a.Ag b.Mg c.Na d.Fe 12345678 Cu、Al a 解析火焰呈绿色，说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或 NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他 的活泼金属N
29、a、Mg、Fe等。且Na的熔、沸点太低，不能与Cu熔合形成 合金，则还可能含有不与稀硫酸和NaOH反应的Ag。 12345678 (2)如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是 。 12345678 m(Al)m(Cu)187 解析该合金如果只含2种元素，则为Cu、Al。 2Al3H2 2 mol 3 mol m(Cu)10 g7.2 g2.8 g m(Al)m(Cu)7.2 2.8187。 8.(2020湖北麻城一中高一检测)将2.5 g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的 固体混合物完全溶于水制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1 molL1 盐酸，所加入盐酸的体积与产生二氧 化碳的体积(标准状况
30、)关系如图所示。 (1)写出OA段所发生反应的离子方程 式：_ _。 12345678 解析设碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量分别为x mol、y mol、 z mol，则x moly mol1 molL10.02 L、2x moly molz mol 1 molL10.045 L、106 gmol1x mol84 gmol1y mol40 gmol1 z mol2.5 g，解得x0.01，y0.01，z0.015，所以2.5 g碳酸钠、碳 酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶于水制成稀溶液，溶质为碳酸钠 和氢氧化钠。AB段发生反应NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，消 耗盐酸体积为(
31、4525)mL20 mL，那么之前Na2CO3HCl=NaHCO3 NaCl消耗盐酸体积也应该是20 mL，而OA段消耗盐酸25 mL，其中OA 段V(盐酸)为05 mL时，发生酸碱中和反应，其离子方程式为HOH =H2O，再发生反应 12345678 解析结合图像可知，当加入35 mL盐酸时，V(盐酸)为2535 mL时发生 碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体，消耗盐酸的物质的量为0.01 L 1 molL10.01 mol，根据方程式 可知产生 二氧化碳的物质的量是0.01 mol，标准状况下其体积为0.01 mol22.4 Lmol1 0.224 L。 (2)当加入35 mL盐酸时，所产生的二氧化碳的体积(标准状况)是 。 12345678 0.224 L 解析由(1)中分析知，碳酸钠的质量是0.01 mol106 gmol11.06 g， 则固体混合物中碳酸钠的质量分数是 100%42.4%。 (3)计算原混合物中Na2CO3的质量分数为 。 12345678 42.4% 返回
