高一化学（人教版）导学案必修一第三章第二节第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用

第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用新知探究(一)——物质的量在化学方程式计算中的应用1.以物质的量(n)为中心的转化关系2.化学方程式中的定量关系(1)定量关系2Na+2H2O==2NaOH+H2↑化学计量数之比2∶2∶2∶1扩大NA倍N2A∶N2A∶N2A∶N1A物质的量之比2mol∶2mol∶2mol∶1mol结论: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,也等于各物质的粒子数之比。(2)注意事项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。[典例]250mL2mol·L1硫酸与足量Fe完全反应。计算:(1)参加反应的Fe的物质的量;(2)生成H2的体积(标准状况)。听课记录:|思维建模|物质的量应用于化学方程式计算的解题流程转将已知物理量转化为物质的量设设所求物质的物质的量为n(B)写写出相关的化学方程式标在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量列列出比例式解根据比例式求解答简明地写出答案[题点多维训练]1.标准状况下,3.25g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气,下列比例式正确的是()A.Zn+2HClZnCl2+H2↑1mol1mol3.25gxLB.Zn+2HClZnCl2+H2↑65g1L3.25gxLC.Zn+2HClZnCl2+H2↑1mol22.4L0.05molxLD.Zn+2HClZnCl2+H2↑65g1mol3.25gxL2.1.15g金属钠与水反应,得到100mL溶液,试计算:(1)生成的气体在标准状况下的体积。(2)反应后所得溶液的物质的量浓度。3.向100mLNaOH溶液中投入足量的Al,充分反应生成1.12LH2(标准状况),则反应的Al为g,NaOH溶液的物质的量浓度为mol·L1。

新知探究(二)——化学计算中常用的技巧方法方法(一)守恒法守恒关系特征质量守恒宏观:反应前后物质的质量守恒微观:反应前后元素的原子个数守恒电子守恒氧化还原反应中,得失电子守恒电荷守恒电解质溶液中,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数离子方程式中,反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数,且电性相同[例1](1)Na2CO3、NaHCO3的混合物与100mL3mol·L1盐酸恰好完全反应,产生4.48L(标准状况)能使澄清石灰水变浑浊的气体,则混合物中Na+和Na2CO3的物质的量分别为和。

(2)87gMnO2与足量浓盐酸共热制Cl2,在标准状况下生成Cl2的体积为L。

听课记录:[对点训练]1.将200g质量分数为7.3%的盐酸,加入14.4g由Na2O2、Na2CO3、NaOH组成的混合物中,充分反应后,继续加入一定质量的氢氧化钠,反应至溶液恰好生成NaCl,蒸发结晶,最终得到的固体质量为()A.8g B.15.5gC.23.4g D.无法计算方法(二)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。例如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量。发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O。则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。(2)根据原子守恒确定关系式如上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO~CaCO3。[例2]160gFe2O3与足量CO完全反应,将生成的CO2通入足量石灰水中,生成沉淀的质量为g。

听课记录:|思维建模|关系式法的解题步骤第一步:写出各步反应的化学方程式。第二步:找出作为“中介”的物质,并确定最初的反应物、中介物质、最终生成物之间“量”的关系。第三步:确定最初反应物和最终生成物之间“量”的关系。第四步:根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。[对点训练]2.碳酸铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4g的上述混合物,恰好消耗1.0mol·L1盐酸500mL。灼烧等量的上述混合物,得到氧化铜的质量是()A.15g B.30gC.20g D.35g方法(三)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“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的方法。2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2Δm(s)ΔV(g)2mol2×22.4L2mol1×22.4L56g22.4L[例3]已知:①碳酸钠高温下不分解;②碳酸氢钠受热发生分解反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19g,完全反应后固体质量减轻了3.1g,则NaHCO3的质量为g。

听课记录:|思维建模|差量法的解题步骤第一步:根据化学方程式分析反应前后形成差量的原因(即影响质量变化的因素)。第二步:找出差量与已知量、未知量间的关系,然后再列比例式(注意单位要一致),最后求解题目要求的问题。[对点训练]3.将8g铁片放入200mLCuSO4溶液中,Cu2+全部被置换后,取出附有铜的铁片洗涤、干燥、称重,其质量变为8.2g,则原溶液中CuSO4的物质的量浓度是()A.0.125mol·L1 B.0.175mol·L1C.0.25mol·L1 D.0.5mol·L1方法(四)平均值法——判断合金成分平均值法就是根据两组分物质的某种平均值,来推断两物质某种量的范围的方法。即X(a)<X(平均)<X(b)。如利用平均摩尔电子质量(金属失去1mole的质量)判断合金的成分。如:两种金属形成的合金23g与足量盐酸反应,放出1molH2,则平均摩尔电子质量为23g2mol=11.5g·mol1,可判断合金可能为Al与Fe[例4]两种金属混合物共15g,投入足量的盐酸中,充分反应后得到11.2LH2(标准状况),则原混合物的组成肯定不可能为()A.Mg和Ag B.Zn和CuC.Al和Zn D.Al和Cu听课记录:[对点训练]4.由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2L,则混合物中一定含有的金属是()A.铁 B.锌 C.铝 D.镁课下请完成课时跟踪检测(二十五)第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用新知探究(一)[典例]解法1:n(H2SO4)=0.25L×2mol·L1=0.50mol(1)Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑11n(Fe)0.50mol列比例:11=n(Fe)=0.50mol。(2)Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑110.50mol n(H2)列比例:1∶1=0.50mol∶n(H2)n(H2)=0.50mol,V(H2)=11.2L。解法2:n(H2SO4)=0.50molFe+H2SO4==FeSO4+H2↑1mol1mol22.4Ln(Fe) 0.50mol V(H2)列比例:1moln(Fe)=1moln(Fe)=0.50mol,V(H2)=11.2L。[题点多维训练]1.选CA、D项,上下单位不一致,错误;B项,左右物理量不相当,错误。2.解析:设生成标准状况下气体的体积为V,反应后所得溶液的物质的量浓度为c。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 2×23g 2mol 22.4L 1.15g 0.1L×cVV=22.4L×1.15g2×23g=0.56c=2mol×1.15g2×23g×0.1L=0.5mol·L1答案:(1)0.56L(2)0.5mol·L13.解析:n(H2)=1.12L22.4L·mo2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2↑2×27g2mol3mol m(Al) n(NaOH) 0.05mol2×27gm(Al)=2molm(Al)=0.9g,n(NaOH)≈0.033molc(NaOH)=0.033mol0.1L=0.33mol·L1答案:0.90.33新知探究(二)[例1]解析:(1)根据溶液中电荷守恒:n(Na+)=n(Cl)=0.1L×3mol·L1=0.3mol根据C原子守恒:n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=n(CO2)=4.4822.4=0.2mol①根据Na原子守恒:2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=0.3mol②根据方程式①②解得n(Na2CO3)=0.1mol。(2)根据电子守恒:87g87g·mol−1V=22.4L。答案:(1)0.3mol0.1mol(2)22.4[例2]解析:根据化学方程式可推知关系式Fe2O3~3CO2~3CaCO3 1mol 3mol 160160mol n(CaCO3n(CaCO3)=3mol,m(CaCO3)=300g。答案:300[例3]解析:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑Δm 2×84g 106g 62g m(NaHCO33.1g2×84gm(NaHCO3)=62g3.1g,m答案:8.4[例4]选B本题可用平均摩尔电子质量(即提供1mol电子所需金属的质量)法求解。反应中H+被还原生成H2,由题意可知15g金属混合物可提供1mole,其平均摩尔电子质量为15g·mol1。选项中金属Mg、Zn、Al的摩尔电子质量分别为12g·mol1、32.5g·mol1、9g·mol1,其中不能与盐酸反应的Ag和Cu的摩尔电子质量可看作无穷大。根据数学上的平均值原理可知,原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于15g·mol1,另一种金属的摩尔电子质量小于15g·mol1。由此可判断出原混合物肯定不可能是Zn和Cu。[对点训练]1.选C根据Cl原子守恒可知,n(NaCl)=n(HCl)=200×7.3%g36.5g·mol−1=0.4mol,故m(NaCl)=0.4mol×58.5g·mol2.选CCuO~CuCl2~2HCl 80g 2mol m(CuO)1.0mol·L1×0.5Lm(CuO)=80×1.0×0.52g=20g3.选A设原溶液中硫酸铜的物质的量为xmol,则:Fe+CuSO4FeSO4+CuΔm1mol64g56