第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用.ppt

1、第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用,课前自主学习(学生用书P58),一物质的量与各物理量之间的关系 根据化学方程式计算时,一般应将已知物质的其他物理量先换算成该物质的物质的量 物质的量应用于化学方程式计算中的几个基本公式:,1.已知物质的质量:n(B) 粒子或物质的摩尔质量,是以“gmol-1”为单位,在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量 2.已知标准状况时的气体体积:n(B) 标准状况下(0和101 kPa),气体的摩尔体积约为22.4 Lmol-1 3.已知物质的粒子数:n(B) 一般计算中阿伏加德罗常数通常采用6.021023mol-1这个近似值 4.已知溶液中的物质的

2、量浓度:n(B)c(B)V(溶液),二化学方程式中的化学计量数与几个物理量的关系 H2 +Cl2 2HCl 化学计量数之比1 ：1 ：2 扩大NA倍1NA ：1NA ：2NA 物质的量之比1 mol ：1 mol ：2 mol 质量比2 g ：71 g ：73 g 标准状况下体积比22.4 L ：22.4 L ：44.8 L 在同一条件下体积比1 ：1 ：2,结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于组成各物质的分子个数之比,等于各物质的物质的量之比,即1：2：3N1:N2:N3n1:n2:n3 对于气体参加的反应,在同温同压下各物质的化学计量数之比等于各气体的气体的体积之比,即1:2:3

3、V1:V2:V3 诱思探究:根据化学方程式进行计算时,各物理量和单位是否必须统一?,提示:不一定,将物质的量物质的质量气体体积粒子数等 不同物理量同时用于化学方程式的计算时,在化学方程式下 面列出的物理量必须符合“左右成比例,上下单位相同”的 基本原则,课堂深化探究(学生用书P58),一化学计算中常用的方法 1.关系式法 化学计算的依据是物质之间量的比例关系,这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中得到但对复杂的问题,如已知物与待求物之间是靠很多个反应来联系的,这时就需直接确定已知量和未知量之间的比例关系求解,即“关系式法”对于多步反应的计算,其“关系式”更是重要而实用“关系式”有多种,常见的

4、有质量或质量分数关系式物质的量或粒子数关系式气体体积的关系式等,确定已知量与未知量之间关系式的一般方法: (1)根据化学方程式确定关系式:先写出化学方程式,然后再根据需要从方程式中提炼出某些关系如: MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O 可得如下关系4HClCl2 (2)根据守恒原理确定关系式,如:2NaH2,2.守恒法 在化学反应中的守恒关系有质量守恒得失电子守恒电荷守恒 (1)质量守恒 宏观特征:反应前后元素的质量守恒; 微观特征:反应前后元素的原子个数守恒 (2)得失电子守恒 氧化还原反应中,氧化剂得电子数等于还原剂失电子数,(3)电荷守恒 电解质溶液中,阴离子所带负电

5、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气体压强反应过程中的热量变化等该差量的大小与反应物质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解此类题的关键是根据题意确定“理论差量”,再根据题目提供的“实际差量”,列出比例式,求出答案,二判断过量计算的几种方法 过量计算几乎贯穿整个高中化学学习的始终,下面介绍几种判断过量的方法,以便在学习中能灵活运用 请看下面问题分析:25 g纯度为80%的石灰石与100 g质量

6、分数为16%的稀盐酸充分反应,试确定反应生成二氧化碳的质量,方法一:比值法 CaCO3 + 2HClCaCl2+H2O+CO2 100 73 25 g80% 100 g16% 因为 所以HCl过量计算CO2的质量应根据CaCO3的质量来计算,比值法判断过量的方法是:关系量(相对分子质量总和)比已 知量,比值小者过量例中CaCO3的关系量为100,已知量为 2580%,HCl的关系量为73,已知量为10016%(反过来,也 可以说,已知量比关系量,比值大者过量),方法二:十字相乘法 CaCO3 + 2HClCaCl2+H2O+CO2 100 73 25 g80% 100 g16% 因为10010

7、0 g16%7325 g80%,所以HCl过量 十字相乘法判断过量的方法是:关系量与已知量交叉相乘,积大者其中所含的已知量对应的物质过量,方法三:计算反应物法 假设CaCO3全部反应完,需消耗HCl的质量为x,则 CaCO3 + 2HClCaCl2+H2O+CO2 100 73 25 g80% x 因为14.6 g100 g16%,所以HCl过量,计算反应物法判断过量的方法是:假设其中一种物质完全反 应(设为A物质),以它为标准计算所需另一种物质(设为B物质) 的量,若计算所得值比实际值大,则A物质过量;若计算所得值 比实际值小,则B物质过量,典 例 剖 析(学生用书P59),知识点一 物质的

8、量在化学方程式中的应用 例1 金属钠1.15 g跟水反应,得到100 mL溶液,试计算: (1)生成的气体在标准状况下是多少升? (2)反应后所得溶液的物质的量浓度是多少? 答案 (1)0.56 L (2)0.5 molL-1,解析 设生成标准况状下气体的体积为V,物质的量浓度为c,根据化学方程式列比例解方程式: 2Na+2H2O2NaOH + H2 223 g2 mol 22.4 L 1.15 g0.1 Lc V,点评 列比例时注意上下单位一致;左右对应,但单位不要求一致在比例式中运算要带单位,未知数Vc本身就是物理量,带有单位,不要写成c molL-1;比例关系式中各个量都要有单位,知识点

9、二 用差量法解题 例2 (2008上海高考)生态农业涉及农家肥料的综合利用,某种肥料经发酵得到一种含甲烷二氧化碳氮气的混合气体2.016 L(标准状况)该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管,发生的反应为:CH4+4CuO CO2+2H2O+4Cu当甲烷完全反应后,硬质玻璃管的质量减轻4.8 g将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀8.5 g,(1)原混合气体中甲烷的物质的量是_ 答案 (1)0.075 mol (2)原混合气体中氮气的体积分数为多少?(写出计算过程) 答案：(2)5.56%(计算过程见解析),解析 混合气体总的物质的量为: n(混) 0.09 mol

10、CH4+4CuO CO2+2H2O+4Cu m 1 mol 1 mol(480-464)g 0.075 mol 0.075 mol4.8 g n(CaCO3) 0.085 mol, 则n(CO2)0.085 mol,因此,原混合气体中含有的CO2为: n(CO2,原)0.085 mol-0.075 mol0.01 mol 则原混合气体中含有N2为: n(N2)n(混)-n(CH4)-n(CO2,原)0.005 mol 故N2的体积分数 100% 100%5.56%,课内针对性训练(学生用书P60),1.1.6 g NaOH恰好与20 mL的盐酸完全反应,则盐酸的物质的量浓度为( ) A.0.2

11、 molL-1 B.2 molL-1 C.0.5 molL-1D.1 molL-1 答案:B 解析:根据反应NaOH+HClNaCl+H2O,可知n(NaOH)n(HCl),则n(HCl) 0.04 mol;c(HCl) 2 molL-1,2.将4.6 g金属Na投入到100 g不同浓度的下列盐酸中(1)0.365%;(2)3.65%;(3)36.5%,则放出H2的物质的量( ) A.(3)最少B.(3)最多 C.都一样多D.无法确定 答案:C,解析:n(Na) 0.2 mol,(1)中 n(HCl) 0.01 mol,(2)中n(HCl)0.1 mol,(3)中n(HCl)1 mol,由 2

12、Na+2HCl2NaCl+H2,(1)、(2)中HCl不足,(3)中HCl过量, 但由于过量的Na会与水反应2Na+2H2O2NaOH+H2,故Na在溶 液中全部反应,转移电子数相同,生成的H2物质的量相同,3.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.Zn+2HClZnCl2+H2 1 mol 1 mol 3.25 g x L B.Zn+2HClZnCl2+H2 65 g 1 L 3.25 g x L,C.Zn+2HClZnCl2+H2 1 mol 22.4 L 0.05 mol x L D.Zn+2HClZnCl2+H2 65 g 22.4 L

13、 3.25 g x L 答案:CD,4.(2009从化高一检测)完全沉淀等物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl-,消耗等物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3：2：1,则上述溶液的体积比为( ) A.1:1:1B.3:2:1 C.6：3：2D.9：3：1 答案:D 解析:根据离子方程式:Ag+Cl-AgCl,计算可得,课后优化训练(学生用书P60),基础强化 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.它们的质量比等于方程式中化学计量数之比 D.它们物质的量比等于方程式化学计量数之比 答案:D,2.将11.5 g金属钠投入到足

14、量的水中,得溶液a;将12 g Mg投入到与水等质量的足量盐酸中,得溶液b,则a与b的质量关系为( ) A.abB.ab C.abD.无法比较 答案:A 解析:11.5 g金属钠投入到足量的水中,生成H2为0.5 g,溶液实际增加质量为11 g;12 g Mg投入到与水等质量的足量盐酸中,生成H2为1 g,溶液实际增加质量为11 g,故ab,3.质量比为2：3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应,产生H2的体积比是( ) A.1：2B.1：3 C.2：3D.3：2 答案:C 解析:根据题意酸碱过量,铝完全反应,由电子守恒知:金属铝的质量比为2：3,则失电子数比为2：3,则产生H2的

15、体积比为2：3,4.若1.8 g某金属与足量HCl充分反应,放出2.24 L(标准状况)H2,则该金属是( ) A.AlB.Mg C.FeD.Zn 答案:A 解析:由题知生成的H2为 0.1 mol,可知转移0.2 mol电子,金属消失1.8 g,则转移1 mol电子金属消耗9 g,可推出金属为Al,5.将8 g铁片放入100 mL CuSO4溶液中,Cu2+全部被置换后,铁片质量变为8.2 g,则CuSO4溶液的物质的量浓度为( ) A.0.125 mol/L B.0.175 mol/L C.0.25 mol/L D.0.5 mol/L 答案:C,解析:利用差量法解题 Fe + CuSO4F

16、eSO4+Cu m(增大) 56 1mol 64 (64-56)g n(CuSO4) 8.2 g-8 g 列比例 得n(CuSO4)0.025 mol c(CuSO4) 0.25 mol/L,6.1 L混合溶液中含SO 0.25 mol,Cl- 0.5 mol,NO 0.25 mol,Na+0.25 mol,其余为H+,则H+的物质的量浓度为( ) A.0.25 mol/L B.0.5 mol/L C.1.0 mol/L D.0.75 mol/L 答案:C,解析:由电荷守恒知: n(Na+)+n(H+)2n(SO )+n(NO )+n(Cl-) 即0.25 mol+n(H+)20.25 mol

17、+0.5 mol+0.25 mol 得n(H+)1 mol,故c(H+) 1 mol/L,7.用钠跟水镁跟盐酸铝跟氢氧化钠溶液分别进行反应,若制取相同质量的氢气,则这三种金属的质量比为( ) A.23：24：27 B.23：12：9 C.1：2：3 D.6：3：2 答案:B,解析:题中涉及的反应方程式有:2Na+2H2O2NaOH+H2,Mg+2HClMgCl2+H2,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,由方程式可知产生等质量的H2,n(Na)：n(Mg)：n(Al)2：1： 则m(Na)：m(Mg)：m(Al)623：324：22723：12：9,8.(2009泉州高一检测)

18、如图是某学校实验室从化学试剂商 店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容某同学从该试 剂瓶中提出24.0 g固体,配成1 L溶液,请计算:,氢氧化钠 化学纯(CP) 500 g 品名:氢氧化钠 化学式:NaOH 相对分子质量:40,(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度? (2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中,投入足量的金属铝,完全反应后,产生的气体在标准状况下的体积? 答案:(1)0.6 mol/L (2)4.032 L,解析:n(NaOH) c(NaOH) 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 2 mol 22.4 L3 0.6 mol/L0.2 L V,能力提升

19、 1.将5 g MgAlFe三种金属与足量稀硫酸反应,反应完全时共放出H22.8 L(标况),则三种金属的物质的量之和为( ) A.等于0.125 mol B.大于0.125 mol C.小于0.125 molD.无法确定 答案:C,解析:n(H2)0.125 mol,由MgAlFe与稀硫酸的反应方程式知1 mol Mg和1 mol Fe与稀H2SO4反应均生成1 mol H2,而1 mol Al能产生 故需三种金属的物质的量之和小于0.125 mol,2.同温同压下,10 mL X2和5 mL Y2两种气体单质完全化合生成10 mL气体化合物Z,Z的化学式为( ) A.XY2B.X2Y C.XYD.X2Y3 答案:B 解析:根据题意可知三种气体的体积之比为:(X2)：(Y2)：(Z)2：1：2,即2X2+Y22Z,根据元素守恒可得2 mol Z中含X 4 mol、Y 2 mol,故B正确,3.m g Na在足量Cl2中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55)g,则m g Na与O2反应,生成固体的质量可能为( ) (m+0.8)g (m+1.0)g (m+1.2)g (m+1.6)g (m+1.4)g A.B. C.D.均可以 答案:D,解析:若只生成Na2O,则有: Cl22NaNa2O 71 g16 g 3.55 gm(O