高中化学第三章金属及其化合物3.1.3物质的量在化学方程式计算中的应用.ppt

第,3,课时,物质的量在化学方程式计算中的应用,知识铺垫,新知预习,自主测试,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,H,2,的质量为,2 g,即,2 mol,钠和足量的水反应,生成,H,2,的物质的量为,1,mol,其体积为,22.4,L,。,知识铺垫,新知预习,自主测试,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,+,2H,2,O=2NaOH+H,2,化学计量数,22 2 1,扩大,N,A,倍,2,N,A,2,N,A,2,N,A,1,NA,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。,知识铺垫,新知预习,自主测试,二、根据化学方程式进行计算的基本步骤,知识铺垫,新知预习,自主测试,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,:,C,知识铺垫,新知预习,自主测试,2,.,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=ZnCl,2,+H,2,1 mol1 mol,3.25 g,a,L,B.Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,65 g1 L,3.25 g,a,L,C.Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,1 mol22.4 L,0.05 mol,a,L,D.Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,65 g 2 g,3.25 g,a,L,知识铺垫,新知预习,自主测试,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,:,C,知识铺垫,新知预习,自主测试,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,;,(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,H,2,的体积。,知识铺垫,新知预习,自主测试,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+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,2,2,2,0.4,mol,n,知识铺垫,新知预习,自主测试,(3),设在标准状况下生成,H,2,的体积是,V,。,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,22,mol,322.4,L,0.4,mol,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,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 L,2,.,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 H,2,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,FeCl,3,溶液,恰好完全反应,则起始时加入锌的质量是多少,?(,已知,:2Fe,3+,+Zn=2Fe,2+,+Zn,2+,),答案,:,13 g(,该题可用电子得失守恒法解题。,n,(Zn)2=,n,(Fe,3+,)+,n,(H,+,),m,(Zn,)=0.2 mol65 gmol,-1,=13 g),。,思维建模,1,.,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。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,V,HCl(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),V,NaOH(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,(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,Fe,2,O,3,生成的,CO,2,通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量,根据化学方程式知,:,3CO3CO,2,3CaCO,3,即,COCaCO,3,。,(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,CuSO,4,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+CuSO,4,=FeSO,4,+Cu,m,(,质量增加,),566464-56=8,m,(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=2AlCl,3,+3H,2,2,mol,6,mol,x,3,x,Fe,+,2HCl=FeCl,2,+H,2,1,mol,2,mol,y,2,y,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,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,-1,B.2 molL,-1,C.1.5 molL,-1,D.3 molL,-1,解析,:,设,NaOH,的物质的量浓度为,c,则,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,2,2,mol,67.2,L,0.5,L,c,33.6,L,答案,:,B,1,2,3,45,1,.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,4.48 L,。下列推断中错误的是,(,),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 H,2,解析,:,反应的实质为,Mg+2H,+,=Mg,2+,+H,2,2Al+6H,+,=2Al,3+,+3H,2,n,(H,2,)=0.2,mol,则参加反应的,n,(H,+,)=0.4,mol,。若换成稀硫酸,同样产生,0.2,mol,H,2,。依据得失电子守恒,由,2H,+,H,2,得电子总数为,0.2,mol2=0.4,mol,故,C,正确。,0.2,mol,Mg,提供,0.4,mol,电子,0.2,mol,Al,则提供,0.6,mol,电子,0.2,mol,Mg,、,Al,混合物提供的电子数大于,0.4,mol,小于,0.6,mol,A,错误。,答案,:,A,1,2,3,4,5,2,.,铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的,HCl,和,NaOH,的物质的量之比为,(,),A.1,1B.2,1,C.3,1D.1,3,解析,:,设反应放出的气体均为,3,mol,2Al+6HCl=2AlCl,3,+3H,2,6,mol,3,mol,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,2,2,mol,3,mol,所以,n,(HCl,),n,(NaOH,)=6,mol,2,mol=3,1,。,答案,:,C,1,2,3,4,5,3,.,将质量为,100 g,的铁棒插入,1 L 0.5 molL,-1,CuSO,4,溶液中,足够长时间后,铁棒的质量将变为,(,),A.102 gB.106 g,C.104 gD.110 g,解析,:,根据题目中的数据可知,铁过量,而,CuSO,4,不足,完全反应,当生成,0.5,mol,Cu,时,固体的质量增加,4,g,所以铁棒的质量变为,104,g答案,:,C,1,2,3,4,5,4,.1 L,混合溶液中含有,0.25,mol,Cl,-,0.75,mol,Na,+,0.25 mol,其余为,H,+,则,H,+,的物质的量浓度为,(,),A.2.5 molL,-1,B.5 molL,-1,C.0.1 molL,-1,D.1 molL,-1,解析,:,根据电荷守恒,:2,c,()+,c,(Cl,-,)=,c,(Na,+,)+,c,(H,+,),20.25,molL,-1,+0.75,molL,-1,=0.25,molL,-1,+,c,(H,+,),得,c,(H,+,)=1,molL,-1,。,答案,:,D,1,2,3,4,5,5,.,将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量,NaOH,溶液,同温同压下产生的气体体积比为,3,2,则样品中铁、铝物质的量之比为,(,),A.3,2B.2,1,C.3,4D.4,3,答案,:,C,