1.3.4 物质的量在化学反应中的应用 课件（鲁科版必修1）.ppt

第4课时 物质的量在化学反应中的应用 1.掌握物质质的量与其他物理量的换换算关系。 2.掌握物质质的量在化学方程式计计算中的应应用。 3.了解化学计计算中的常用方法。 一、物质的量与各物理量间的关系 1.图示关系 MM NA NA 22.4Lmol-1 22.4Lmol-1 cc 2.计算公式 二、物质质的量在化学方程式的计计算中的应应用 化学方程式: H2 + Cl2 2HCl 系数之比: 1 1 2 物质质微粒数之比: 1 1 2 扩扩大NA(6.021023)倍: NA NA 2NA 物质质的量之比: 1 mol 1 mol 2 mol 标标准状况下体积积之比: 22.4 L 22.4 L 44.8 L 相同条件下体积积之比: 1 1 2 点燃 = 根据以上分析,完成以下空白: (1)任意物质质的微粒数目之比等于_之比。 (2)在同温同压压下,气态态物质质的微粒数目之比等于_之 比,等于_之比。 (3)同一种任意状态态的物质质的微粒数目之比等于_之比, 等于_之比。 (4)在同一化学方程式中,各物质质的微粒数目之比等于_ 之比,均等于系数之比。 物质质的量 物质质的量 体积积 物质质的量 质质量 物质质的量 【思考辨析】 1.判断正误误 (1)1 mol Na与水完全反应应,产产生22.4 L(标标准状况下)的H2。 ( ) 分析:由钠与水的反应方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2可知, 1 mol钠与水完全反应只生成0.5 mol H2,0.5 mol H2在标准状 况下的体积是11.2 L。 (2)酸碱恰好完全中和时时,酸与碱的物质质的量一定相等。( ) 分析:不一定。如H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O中,恰好中和 时,n(NaOH)=2n(H2SO4)。 (3)同温同压压下,氢氢气和氯氯气恰好完全反应时应时 ,二者的体积积之比 是11。( ) 分析:同温同压下,由氢气和氯气的反应方程式可知,二者的体 积之比是11。 (4)0.1 mol Zn与足量稀硫酸反应应,生成0.1 mol H2。( ) 分析:正确。根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2的反应可知,0.1 mol Zn完全反应生成H2为0.1 mol。 (5)2 g氢氢气能与1 mol氧气恰好完全反应应。( ) 分析:2 g氢气只有1 mol,若与氧气恰好完全反应只需要 0.5 mol氧气,应该是氧气有剩余。 2.问题问题 思考 (1)根据化学方程式进进行计计算时时,各物质对应质对应 的物理量的单单位, 上、下、左、右都必须须相同吗吗? 分析:各物质对应的物理量的单位上、下必须一致,左右相互对 应即可。如 Zn + 2HCl=ZnCl2+H2 65 g2 mol 22.4 L 6.5 g 0.2 mol 2.24 L (2)在化学反应应中,反应应物的总总物质质的量一定等于生成物的总总 物质质的量吗吗? 分析:不一定。化学反应过程中,物质的总物质的量可能不变、 减小或增大,与化学方程式中的系数有关。 【知识链接】 系数 系数的概念应包括其内涵与外延,即系数之比与粒子数之比、 物质的量之比、气体体积比、反应速率之比等的关系,就是一 个化学反应每种物质前面的数字。 一、根据化学方程式计计算的基本步骤骤“六字诀诀” 例如：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 223 g 2 mol 2 mol 22.4 L m(Na) n(H2O) n(NaOH) V(H2) 则有 【学而后思】 (1)学习习了“物质质的量”之后,你对对2Na+2H2O=2NaOH+H2这这 个化学方程式的意义义有什么新的认识认识 ? 提示:因为微粒数之比等于物质的量之比。该化学方程式可理 解为:2 mol Na与2 mol H2O完全反应生成2 mol NaOH和1 mol H2。 (2)5.6 g铁铁粉与足量的盐盐酸溶液反应应生成H2的体积积(标标准状况 下)是多少? 提示:由题意可得 Fe + 2 HCl=FeCl2+H2 1 mol 22.4 L V(H2) V(H2)=2.24 L。 二、化学方程式的计计算中常用的几种方法 1.过过量计计算 (1)过过量计计算的原则则:物质发质发 生化学反应应是按化学方程式确定 的比例关系进进行的,若题题目给给出两个或两个以上反应应物的量, 则应则应 先判断反应应物谁过谁过 量,然后按不足量的反应应物的量进进行计计 算。 (2)反应应物过过量的判断方法: 先求出给给定反应应物的物质质的量之比,与化学方程式中相应应反 应应物的系数之比作比较进较进 行过过量判断。 假设设其中一种反应应物不足,完全反应应,求出另一反应应物的量, 然后把另一反应应物的所求量与已知量相比较较,若小于已知量,说说 明假设设正确;若大于已知量,说说明假设设不正确。 2.差量法根据变变化前后的差量列比例式计计算 解题题的一般步骤骤可分为为: (1)准确写出有关反应应的化学方程式; (2)深入细细致地分析题题意,关键键在于有针对针对 性地找出产产生差量 的“对对象”及“理论论差量”。该该“理论论差量”可以是质质量、 物质质的量、气体体积积、压压强、密度、反应过应过 程中热热量的变变化 等,且该该差量的大小与参加反应应物质质的有关量成正比; (3)根据反应应方程式,从“实际实际 差量”寻寻找比例关系,列比例式 求解。 3.关系式法 当已知物和未知物之间间是靠多个反应应来联联系时时,只需直接确定 已知量和未知量之间间的比例关系,即“关系式”。 (1)根据化学方程式确定关系式:写出发发生反应应的化学方程式, 根据量的关系写出关系式。 如:把CO还还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清的石灰水中,求生成沉 淀的量。 发发生反应应的化学方程式:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2, CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 则则关系式为为3CO3CO23CaCO3,即COCaCO3。 (2)根据原子守恒确定关系式:上述例子中也可直接根据碳原子 守恒得出COCaCO3。 = 【知识备选识备选 】极值值法 1.极值值法的含义义 极值值法是采用极限思维维方式解决一些模糊问题问题 的解题题技巧。 它是将题设题设 构造为问题为问题 的两个极端,然后依据有关化学知识识确 定所需反应应物或生成物的量值值,进进行判断分析,求得结结果。 2.极值值法解题题的三个基本思路 (1)把可逆反应应假设设成向左或向右进进行的完全反应应。 (2)把混合物假设设成纯净纯净 物。 (3)把平行反应应分别别假设设成单单一反应应。 3.极值值法解题题的关键键 紧紧扣题设题设 的可能趋势趋势 ,选选好极端假设设的落点。 4.极值值法解题题的优优点 极值值法解题题的优优点是将某些复杂杂的、难难以分析清楚的化学问问 题题假设为设为 极值问题值问题 ,使解题过题过 程简简化,解题题思路清晰,把问题问题 化繁为简为简 ,由难变难变 易,从而提高解题题速度。 【学而后思】 (1)已知“S+O2 SO2,2SO2+O2 2SO3,SO3+H2O=H2SO4” 找出S与H2SO4之间间的关系式。 提示:由方程式可知:SSO2SO3H2SO4,则S与H2SO4之间的关 系式为SH2SO4。 (2)已知“2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O”,则则反应应前后的固 体质质量差是多少? 提示:该反应前的固体是NaHCO3,反应后的固体是Na2CO3,则反应 前后的固体质量差为284 g-106 g=62 g。 点燃 = 催化剂 = 类型一 以物质的量为中心的相关计算 【典例】设设NA为为阿伏加德罗罗常数,下列说说法中正确的是( ) A.1 mol Na2SO4溶于水,所得溶液中Na+个数为为NA B.54 g H2O中含有3NA个水分子 C.标标准状况下,NA个水分子所占的体积为积为 22.4 L D.1 mol氢氢气中所含的原子数为为NA 【解题指南】解答本题要注意以下2点: (1)了解以物质的量为中心的有关计算的各种计算公式; (2)稀有气体的分子都是单原子分子。 【解析】选B。1 mol Na2SO4溶于水中,所得溶液中Na+的物质的 量是2 mol,个数为2NA,A错误;54 g H2O的物质的量是54 g 18 gmol-1=3 mol,含有3NA个水分子,B正确;水在标准状况下 不是气体,无法计算其体积,C错误;1 mol氢气中所含的原子数 为2 mol,数目是2NA,D错误。 【方法规律】以物质的量为核心的解题思维模式 (1)认真审题,看清条件和要求,找出“已知量”和“未知量” 之间的关系,主要是物质的量之间的关系,形成解题思路; (2)选择调用储存在自己脑中的知识信息,如有关化学方程式的 计算则先写出反应的化学方程式,将化学知识融会贯通,综合应 用; (3)选择合适的方法,如方程式法等进行解答。 【变变式训练训练 】用NA表示阿伏加德罗罗常数,下列叙述正确的是 ( ) A.常温常压压下,14 g N2含有分子数为为0.5NA B.64 g SO2含有氧原子数为为NA C.标标准状况下,22.4 L H2O的分子数为为NA D.物质质的量浓浓度为为0.5 molL-1MgCl2溶液,含有Cl-数为为NA 【解析】选A。14 g N2的物质的量是14 g28 gmol-1= 0.5 mol,分子数为0.5NA,A正确;64 g SO2的物质的量是 64 g64 gmol-1=1 mol,氧原子数为2NA,B错误;H2O在标准状 况下不是气体,故22.4 L的物质的量无法计算,C错误;MgCl2溶液 的体积不确定,故其中Cl-数不确定,D错误。 【变变式备选备选 】(2013宣武区高一检测检测 )下列说说法正确的是 ( ) A.H2SO4的摩尔质质量为为98 g B.5.4 mL 4的H2O中有1.8061023个分子 C.标标准状况下,2.24 L H2O原子数为为0.5NA D.50 mL 1 molL-1BaCl2溶液中,Ba2+和Cl-物质质的量之和是 0.1 mol 【解析】选B。摩尔质量的单位是gmol-1,A不正确;5.4 mL 4的H2O是5.4 g,物质的量为0.3 mol,所含的水分子的数目为 0.3 mol6.021023mol-1=1.8061023,B正确;H2O在标准状况 下是液体,C不正确;50 mL 1 molL-1BaCl2溶液中,Ba2+和Cl-物 质的量之和是0.15 mol,D不正确。 类型二 物质的量应用于化学方程式的计算 【典例】将足量的铁铁屑放入100 mL稀硫酸中充分反应应后,生成 2.24 L H2(STP)。则则稀硫酸的物质质的量浓浓度为为( ) A.3 molL-1 B.2 molL-1 C.1 molL-1 D.无法计计算 【解题指南】解答本题的具体思路如下: 先写出具体的化学反应方程式,再根据方程式计算出硫酸的物 质的量,最后根据硫酸的物质的量和溶液体积计算出硫酸的物 质的量浓度。 【解析】选C。 n(H2)=2.24 L/22.4 Lmol-1=0.1 mol 由Fe+H2SO4=FeSO4+H2 1 1 n(H2SO4) 0.1 mol 则1n(H2SO4)=10.1 mol n(H2SO4)=0.1 mol c(H2SO4)=0.1 mol/0.1 L=1 molL-1 【名师点评】讲解本题时应注意以下3点: 1.思考本题时可以采用逆向思维的方式,让学生学会逆向思维 在解决化学习题中的应用。 2.学会物质的量应用于化学方程式的计算的具体计算步骤。 3.进一步让学生熟悉以物质的量为中心的相关计算的有关公式 ,并让学生熟练应用。 【互动动探究】(1)若反应应后溶液的体积积没有变变化,则则生成的硫 酸亚铁亚铁 的物质质的量浓浓度是多少? 提示:若反应的硫酸的量是0.1 mol,则根据方程式可以计算出 生成的硫酸亚铁的物质的量也是0.1 mol,所以如果体积不变的 话,则硫酸亚铁的物质的量浓度也是1 molL-1。 (2)若生成的H2是2.24 L(STP),则则反应应掉的铁铁的质质量是多少? 提示:生成的H2是2.24 L(STP),则反应掉的铁是0.1 mol,质量是 5.6 g。 【变变式备选备选 】向25 mL 2 molL-1稀硫酸中加入25 mL 1 molL-1的BaCl2溶液,充分反应应后,溶液中H+的物质质的量浓浓度 为为(溶液混合后体积变积变 化忽略不计计)( ) A.2 molL-1 B.1 molL-1 C.0.5 molL-1 D.0.25 molL-1 【解析】选A。由化学方程式H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl可知 反应前后由H2SO4转化为HCl,但H+的物质的量没变。 n(H+)=0.025 L2 molL-12 =0.1 mol; c(H+)=0.1 mol/0.05 L=2 molL-1。 1.物质质在发发生化学反应时应时 ( ) A.它们们的质质量一定相等 B.它们们的物质质的量一定相等 C.它们们的质质量比等于方程式中系数之比 D.它们们的物质质的量比等于方程式中系数之比 【解析】选D。物质发生化学反应时,其物质的量之比等于方程 式中系数之比,由于参加反应的物质,系数不一定相同,其摩尔 质量不一定相等,因此其物质的量不一定相等,质量也不一定相 等。 2.用NA表示阿伏加德罗罗常数的值值,下列叙述正确的是( ) A.含有NA个原子的氢氢气在标标准状况下的体积约为积约为 22.4 L B.25,1.01105Pa,64 g SO2中含有的原子数为为3NA C.40 g NaOH溶解在1 L水中,所制得的100 mL溶液中含Na+数为为 0.1NA D.标标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为为0.5NA 【解析】选B。A项中含有NA个氢原子的氢气的物质的量为 0.5 mol,其在标准状况下的体积为11.2 L;B项64 g SO2的物质 的量为1 mol,含有原子的总物质的量为3 mol,故原子总数为 3NA;C项中所得溶液的物质的量浓度不是1 molL-1,则100 mL 溶液中Na+的数目无法计算;D项中水在标准状况下不是气体,一 定体积的水不能按气体摩尔体积进行计算。 3.完全中和0.10 mol NaOH需H2SO4( ) A.0.10 mol B.0.05 mol C.0.49 g D.9.8 g 【解析】选B。2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O 2 1 0.10 mol n(H2SO4) n(H2SO4)= =0.05 mol, m(H2SO4)=0.05 mol98 gmol