2018年秋季学期高一化学人教版必修一同步课件：物质的量在化学方程式计算中的应用(共45张PPT)

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实验探究

逐渐溶解

一、铝与氢氧化钠溶液的反应

爆鸣声

2Al＋6HCl===2AlCl3

＋3H2↑

2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2

＋3H2↑

2Al＋6H＋===2Al3＋

＋3H2↑

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO ＋

3H2↑

氢气

例1　铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：

(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是______

，还原剂都是 。

(2)1 mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为 ，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为 。

(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 molXXXXXL－1的盐酸和100 mL 4.0 molXXXXXL－1氢氧化钠溶液，向两个烧杯中都加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为 。

由0价

变为＋3价

铝

答案

1∶1

3∶1

2∶3

解析

解析　由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知：

③5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol盐酸(不足量)反应时，生成氢气0.2 mol；

④5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol氢氧化钠溶液(过量)反应时，生成氢气0.3 mol。

(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为3∶1。

(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。

(3)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。

(4)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为1∶3<VHCl(H2)∶VNaOH(H2)<1∶1，则必定是①铝与盐酸反应，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠溶液反应，铝不足而氢氧化钠溶液过量。

　物质的量在化学方程式

计算中的应用

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。化学方程式中的化学计量数可以明确地表示出化学反应中粒子之间的数目关系。例如：

情景导入

由此可以看出，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。因此，将物质的量(n)、摩尔质量(M)、物质的量浓度(c)和气体摩尔体积(Vm)应用于化学方程式进行计算时，定量研究化学反应中各物质之间的关系会更加方便。让我们走进教材，学习物质的量在化学方程式计算中的应用。

一、物质的量与其他物理量之间的关系

1．图示关系：

新 知 预 习

2．计算公式：

(1)已知物质的质量：n(B)＝______；

(2)已知标准状况时的气体体积：n(B)＝_________；

(3)已知物质的粒子数：n(B)＝______；

(4)已知溶液中溶质的物质的量浓度：n(B)＝____________。

c(B)XXXXXV　

二、物质的量在化学方程式中的应用

结论：化学方程式中化学计量数之比＝各物质微粒数目之比＝各物质的物质的量之比。

D　

预 习 检 测

D　

C　

C　

5．在同温同压下，50 mL气体A2跟100 mL气体B2化合生成100 mL气体C，则C的化学式是 (　　)

A．AB2 B．A2B

C．AB3 D．AB

A　

问题探究：化学反应方程式中各物质的计量系数与各物质的质量成正比吗？

探究提示：不成正比。方程式中各物质的质量与计量系数和各物质的相对分子质量均有关系。

知识点1　物质的量应用于化学方程式计算的步骤和类型

课 堂 探 究

知识归纳总结：1.基本步骤：

2．计算类型：

(1)基本计算。

已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式的量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。

以“计算0.1 mol金属钠与水反应，在标准状况下生成氢气多少升？”为例，明确根据化学方程式计算的基本步骤、解法：

①根据题意写出化学方程式。

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

(2)混合物反应的计算。

设出混合物中各物质的物质的量为x、y、z，按照化学方程式的量的关系，并用x、y、z表示，列出方程组解答。

(3)过量计算。

给出了两种反应物的量，求解某生成物的量。

方法：按照化学方程式的量的关系进行判断哪一种物质过量，然后根据不足的物质的量进行求解。

点拨：(1)计算时，各物质不一定都用物质的量表示，也可以用物质的质量、气体的体积，但要注意各物质的物质的量与各物理量的换算关系。

(2)在化学方程式中列出的各量，同种物质的单位必须相同，不同物质的单位可以相同，也可以不同，但单位必须要统一。

(3)列式求解时要注意所有的数值要带单位，同时注意有效数字的处理。

C　

规律方法指导：物质的量在化学方程式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)各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的含义各不相同。例如：“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。

(3)当已知物理量与被求物理量不一致时，计算时题目的数据必须带单位，以体现“上下一致，左右相当”的原则。

答案：2.24 L

问题探究：思考化学计算中经常遇到的以下几种问题：

1．遇到连续发生的几个化学反应，求反应物与最终产物的量的关系，若按照每个反应计算一次，则计算量太大，有没有简单的办法呢？

2．在铁与硫酸铜溶液反应中，若反应后固体质量增加0.8 g，则参加反应的铁的质量是多少？

探究提示：1.可用关系式法计算。根据几个方程式中各物质的计量系数找出关系式。

2．用差量法计算。详见知识归纳总结。

知识点2　化学计算中常用的解题技巧

知识归纳总结：

1．关系式法：

(1)理解。

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”，然后进行求解即可。

(2)一般方法。

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通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。

3.差量法：

(1)理解。

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。

点拨：(1)根据化学方程式确定关系式时要找出方程式变化中的“中间量”，通过“中间量”找出“已知量”与“未知量”之间的关系。

(2)溶液呈电中性是指溶液中阳离子所带的正电荷浓度和阴离子所带的负电荷浓度相等，而非阳离子浓度和阴离子浓度相等。

(3)若是固体加热时有水和气体生成，则进行差量法计算时要注意此时固体减少的是气体和水蒸气的质量，不能漏掉水。

CO～CaCO3　

D　

重难点

物质的量应用于化学方程式的计算?

讨论探究?

(1)“化学反应前后质量是守恒的,那么物质的量也一定守恒!”这种说法对吗?

(2)根据化学方程式进行计算时,如果遇到已知物理量与未知物理量不一致时,可以直接列式计算吗?

重难点

探究提示:(1)不对。化学方程式中各物质的物质的量之比=各物质的化学计量数之比,所以,化学反应后物质的量可能增大,可能减小,也可能不变。

(2)可以。只要满足“上下一致,左右相当”即可进行求算,例如:

2Na+2H2O 2NaOH　+　H2↑

46 g 2 mol 22.4 L

m(Na) n(NaOH) 5.6 L

虽然Na、NaOH与H2对应的物理量不同,但表示的意义相当。

重难点

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:

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、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)XXXXXV[NaOH(aq)]XXXXXM(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。

过量计算的常用方法和技巧

物质发生化学反应按着一定量的关系进行，但题中若给出两个或两个以上反应物的量，解此类题应当先判断谁过量，然后根据不足量的物质去求解。

(1)具体步骤：

①写出反应的化学方程式；②判断哪一种反应物过量；③根据不足量的物质求解。

(2)判断反应物过量的方法：

①假设法。

假设一种反应物完全反应，而另一种反应物未知，把所求得的结果与实际量相比较，若小于实际值，则说明假设成立，反之则说明假设不成立，即该反应物过量。

核 心 素 养

D　

解析：根据题意n(Fe)＝0.375 mol，n(S)＝0.25 mol。由S＋Fe===FeS可知Fe过量，按S的量计算，参加反应的n(FeS)＝n(S)＝0.25 mol，所以m(FeS)＝22 g。

2.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成a L氢气,下列比例式正确的是(　　)

3.1 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 molXXXXXL-1 B.5 molXXXXXL-1

C.0.1 molXXXXXL-1 D.1 molXXXXXL-1

解析:根据电荷守恒:2XXXXXc( )+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),2XXXXX0.25 molXXXXXL-1+0.75 molXXXXXL-1=0.25 molXXXXXL-1+c(H+),得c(H+)=1 molXXXXXL-1。

答案:D

4.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H2的体积。

答案:(1)0.4 mol

(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol,NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度是0.8 molXXXXXL-1。

(3)13.44 L

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