3.2.3 物质的量在化学方程式计算中的应用-2023-2024学年高一化学高效备课设计PPT（人教版2019必修第一册）

2023-2024学年必修第一册(人教版2019)第三章

铁金属材料第二节

金属材料第3课时

物质的量在化学方程式计算中的应用·nV

22.4=M×nm

M__=V(气，标况）÷22.422.4×÷M×NANA÷mNV(aq）×CBCB÷宏观微观桥梁作用nV

22.4___=·nm

M=__nN

NA=n·N

NA=__cBV(aq)nB

=V(aq)nB

cB·=__V(aq)nB

cB=1000·ρ·ωMcB=·ρM

22.4=c浓×V浓＝c稀×V稀在同温同压下：V1N1=n1V2n2=N2ρ1=Ｍ1ρ2Ｍ2在同温同体积下：P1N1=n1P2n2=N2N1n1n2=N2物质的量n目录化学方程式计算中的应用01化学计算中常用方法02习学目标掌握运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行有关物理量的计算。培养“证据推理与模型认知”的核心素养。n=NNA

=

mM=

VVm

=cB∙

V【回顾】与物质的量相关的计算公式为定值，约等于6.02×1023mol-1物质确定则为定值，数值上等于该物质的相对原子(分子)质量对于气体，标况下为定值，约为22.4L/mol溶液的体积【思考】物质的量与化学方程式中各物质的系数之间有怎样的关系？NO.1化学方程式计算中的应用2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2221化学计量数之比∶∶∶扩大6.02×1023倍2×6.02×10232×6.02×10232×6.02×10231×6.02×1023∶∶∶物质的量之比2mol2mol2mol1mol∶∶∶化学计量数之比=各物质的粒子数之比=各物质的物质的量之比物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程式中的化这计量数可以明确表示出化学反应中粒子之间的数目关系。例如：又如：

H2+Cl22HCl化学计量数之比物质的量之比标况下气体体积比1：1：21mol

：1mol

：2mol22.4L

：22.4L

：44.8L1：1：2化学计量数之比=粒子数之比=物质的量之比＝同温同压下气体的体积比

1

1

n(Fe)0.5moln(H2SO4)=cV液=2mol/L×0.25L=0.5mol答：参与反应铁屑的物质的量为0.5mol反应方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑1n(Fe)10.5mol

n(Fe)=0.5mol=【例题1】250mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：（1）参加反应的铁屑的物质的量;（2）生成H2的体积（标准状况）。计算出参加反应的H2SO4的物质的量：解：

n(H2)=0.5mol11

0.5moln(H2)

10.5mol1

n(H2)=

V(H2)=n(H2)×Vm

=0.5mol×22.4L/mol

=11.2L答：生成H2的体积在标准状况下是11.2L。

(2)

Fe+H2SO4—FeSO4+H2↑

【例题1】250mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：（1）参加反应的铁屑的物质的量;（2）生成H2的体积（标准状况）。解法一：n(H2)上下单位一致1mol0.50mol

1mol22.4L0.50molV(H2)=22.4L×0.50molV(H2)=1mol=11.2L答：生成H2的的体积在标准状况下是11.2L。

反应方程式：Fe+H2SO4—FeSO4+H2↑【例题1】250mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：（1）参加反应的铁屑的物质的量;（2）生成H2的体积（标准状况）。1mol22.4LV(H2)解法二：[例题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56g铁粉完全氧化成氧化铁，需要消耗标准状况下的氧气的体积为多少？解：

n(Fe)=m(Fe)M(Fe)=56g56g/mol=1mol4Fe+3O2=2Fe2O34321moln(O2)设：需要消耗标准状况下的氧气的物质的量为n(O2)41mol=3n(O2)

解得：n(O2)=0.75molV=n(O2)∙Vm=0.75mol×22.4L/mol=16.8L答：需要消耗标准状况下的氧气的体积为16.8L（2）Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑V(H2)=11.2L1mol0.50mol22.4LV(H2)答：略n(H2)＝n(H2SO4)＝0.50molV(H2)＝22.4·n(H2)＝22.4L/mol×0.50mol＝11.2L或直接用物质的量比进行计算：上下一致，左右相当物质的量应用于化学方程式的计算步骤：①写：写出有关反应方程式②标：在有关物质化学式下面标出已知量、未知量③

列：列出已知量、未知量的数学表达式④解：根据比例式求解⑤答：简明地写出答案(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，“n”表示物质的量，“NA”表示阿伏加德罗常数，“c”表示物质的量浓度，“ω”表示质量分数。有关物质的量的计算中的“三个规范”(2)符号规范①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)]。②各物理量及单位、公式等尽量用符号表示，并在符号后的括号里注明粒子的符号。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。应用体验

1.向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，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；n(Al)=10.8g27g/mol=0.4mol2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(3)在标准状况下生成H2的体积。220.4moln(NaOH)20.4=2n(NaOH)解得：n(NaOH)=0.4molC(NaOH)=0.4mol0.5L=0.8mol∙L-1解：设NaOH的物质的量为n(NaOH)67.2V(H2)20.4=67.2V(H2)解得：V(H2)

=13.44L2.把1.0mol/LCuS04溶液和1.0mol/LFe2(S04)3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和).再向其中加人足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。求此时溶液中Fe2+的物质的量浓度。设分别取两种溶液各1L，则它们的物质的量均为1molFe+CuSO4=FeSO4+Cu

Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4

n(FeSO4)=n(CuSO4)+3n[Fe2(SO4)3]=4molc(Fe2+)=4mol÷2L=2.0mol/L解：FeSO4=Fe2++SO42-拓展:铝与强酸、强碱溶液反应的计算定量关系

2Al~6H+~3H22Al~2OH-~3H21、等量Al分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，Al完全反应，

消耗的H+与OH-的物质的量之比为3:1，产生H2的体积

比为1:1。2、足量的Al分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，酸、碱完全反应，消耗的Al的物质的量之比为1:3，产生H2的体积比为1:3.定量关系

2Al~6H+~3H22Al~2OH-~3H23、一定量的Al分别与盐酸、NaOH溶液反应且n(HCl)=n(NaOH)，若产生H2的体积比为结论:(1)Al与盐酸反应时，Al过量而盐酸不足；(2)Al与NaOH溶液反应时，Al不足而NaOH过量。酸中酸不足碱中铝不足NO.2化学计算中常用方法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)根据原子守恒确定关系式例1

把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10g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：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3(2)利用关系式进行计算CO～CaCO328100m(CO)10gm(CO)＝2.8g。2.守恒法(1)反应前后元素种类、质量、原子个数不变。例2

4.6g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是

g。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，可得关系式：2Na～Na2CO32×231064.6gm(Na2CO3)10.6(2)还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数例3

用1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好将2×10－2mol的XO4-

还原，已知氧化产物为SO42-

，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：1mol·L－1×0.03L×(6－4)＝2×10－2mol×(7－x)，解得x＝＋4。(3)电荷守恒在电解质溶液中，呈电中心阴离子所带的电荷数=阳离子所带的电荷总数例如：在0.1mol/L的K2SO4溶液中C(K+)+C(H+)=2C(SO42-)+C(OH-)例4：某溶液中只含有Na+、Al3+、Cl-

、SO42-

四种离子，已知前三种离子的个数比为3：2：1，则溶液中Al3+和SO42-的个数比为()A.1:2B.1:4C.3:4D.3:2A3.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法。例5

把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4g，参加反应的Fe的质量为_。28g解析Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

Δm

56g

64g

64g－56g＝8g

m(Fe)

4g4.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6

把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4g，参加反应的Fe的质量为_________解：设参加反应的Fe的质量为mgFe+CuSO4=FeSO4+CuΔm5664