第2課時(shí)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用1.物質(zhì)的量與質(zhì)量、粒子數(shù)、氣體體積、物質(zhì)的量濃度的關(guān)系。(1)圖示關(guān)系:(2)計(jì)算公式:④溶液中的物質(zhì)的量濃度:n(B)=c(B)·V[B(aq)]。

2.化學(xué)方程式是表示物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反響的式子,它必須遵循質(zhì)量守恒定律。在化學(xué)方程式中,可反映出物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系、粒子數(shù)目關(guān)系、物質(zhì)的量關(guān)系等。

設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。在化學(xué)方程式中存在如下關(guān)系:

2Na

+2H2O══2NaOH+H2↑質(zhì)量之比

46g

∶

36g

∶

80g∶2g化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 2

∶

2

∶

2

∶

1

擴(kuò)大NA倍

2NA

∶2NA

∶

2NA

∶

NA

物質(zhì)的量之比 2mol

∶

2

mol

∶

2

mol

∶1

mol結(jié)論:化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,等于

粒子數(shù)目

之比,等于

物質(zhì)的量

之比,在同一條件下也等于

氣體體積

之比。

微訓(xùn)練1.物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反響時(shí)()。A.它們的質(zhì)量一定相等B.它們的物質(zhì)的量一定相等C.它們的質(zhì)量之比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比D.它們的物質(zhì)的量之比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比答案:D解析:化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其物質(zhì)的量之比。2.標(biāo)準(zhǔn)狀況下g鋅與足量的鹽酸反響生成xL氫氣,以下比例式正確的選項(xiàng)是()。A.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑ B.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑1mol 1mol 65g 1Lg xL g xLC.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑ D.Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑1mol L 65g 1molmol xL g xL答案:C解析:根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí),物理量和待求物理量要保證上下單位相同,左右單位相互對(duì)應(yīng)。3.假設(shè)18g某金屬與足量鹽酸充分反響,生成2gH2,那么該金屬是()。答案:Ag鎂完全燃燒生成氧化鎂,消耗氧氣的物質(zhì)的量是,生成氧化鎂的質(zhì)量是。

答案:0.25mol20g 應(yīng)用化學(xué)方程式計(jì)算的步驟、方法重難歸納物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的依據(jù)是參加反響的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。物質(zhì)的量又可將物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度、氣體體積聯(lián)系起來融入計(jì)算之中。1.根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟。

2.本卷須知。(1)在計(jì)算過程中應(yīng)注意表達(dá)格式的標(biāo)準(zhǔn)化:各物理量、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號(hào)表示,且數(shù)據(jù)的運(yùn)算要公式化并帶單位。(2)單位運(yùn)用對(duì)應(yīng)化:一般來說,在一個(gè)題目中如果都用統(tǒng)一的物理量,不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,但如果題目所給的物理量不同,假設(shè)換算成同一個(gè)物理量,有時(shí)顯得煩瑣,這時(shí)只要做到不同物理量“上下一致,左右對(duì)應(yīng)〞即可。甲、乙兩位同學(xué)就物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算,進(jìn)行了以下討論:(1)你同意哪位同學(xué)的說法(2)觀察下面的化學(xué)方程式及各物質(zhì)對(duì)應(yīng)的物理量,思考并答復(fù)相關(guān)問題。2Na+2H2O══2NaOH+H2↑2×23g 2mol 2mol 22.4Lm(Na) n(H2O) n(NaOH) V(H2)①以上計(jì)算過程正確嗎②上述反響是在常溫常壓下進(jìn)行的嗎說明你的判斷理由。提示:(1)甲。假設(shè)題目所給物質(zhì)的物理量不同,這時(shí)只要做到各個(gè)物理量“上下一致,左右相當(dāng)〞即可。(2)①正確。同一種物質(zhì)用不同的物理量表示時(shí),計(jì)算時(shí)“上下〞列式的比例是相同的。②不是。因?yàn)樵谟?jì)算中1mol氫氣的體積是L,說明一定不是在常溫常壓下進(jìn)行的。典例剖析【例1】把鐵和鋁的混合物1.1g溶于200mL5mol·L-1鹽酸中,反響后鹽酸的濃度變?yōu)?.6mol·L-1(溶液體積變化忽略不計(jì))。求:(1)反響中消耗HCl的物質(zhì)的量;(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。答案:(1)消耗HCl的物質(zhì)的量為0.08mol。(2)鋁的物質(zhì)的量為0.02mol,鐵的物質(zhì)的量為0.01mol。解析:(1)消耗HCl的物質(zhì)的量為

L×5

mol·L-1

mol·L-1

mol。(2)設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為x、y。2Al

+

6HCl═2AlCl3+3H2↑,2

mol

6

mol

x

3xFe

+

2HCl═FeCl2+H2↑1

mol

2

moly

2y得x=0.02

mol,y=0.01

mol。理解感悟在根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí),如果是氧化還原反應(yīng),則可以利用得失電子守恒關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。如在本題中,參加反應(yīng)的鹽酸(實(shí)際上是H+)的物質(zhì)的量等于鐵、鋁在反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)的量之和,據(jù)此列出恒等關(guān)系式求解,更為簡單。【例2】將4.6gNa和2.7gAl同時(shí)參加足量的水中充分反響,將反響后的溶液稀釋至500mL。以下說法中正確的選項(xiàng)是()。A.反響中放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24LB.參加反響的水的質(zhì)量與參加Al的質(zhì)量相等C.所得溶液中Na+和Al3+的物質(zhì)的量之比為2∶1D.所得溶液中陽離子和陰離子的物質(zhì)的量之比為1∶1答案:D解析:Na與Al兩種金屬參加足量水中,首先Na與H2O反響生成H2和NaOH,然后再發(fā)生Al與NaOH溶液的反響,根據(jù)反響的化學(xué)方程式可得:2Na+2H2O══2NaOH+H2↑46g 36g 2mol 1molg g mol mol金屬鋁與生成的NaOH溶液反響時(shí),NaOH過量,故按照Al的量進(jìn)行計(jì)算:2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑54g 2mol 36g 2mol 3molg mol g molmol反應(yīng)共生成了(0.1+0.15)

mol

H2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6

L,A項(xiàng)錯(cuò)誤。參加反應(yīng)的水的質(zhì)量為(3.6+1.8)

g=5.4

g,與加入鋁的質(zhì)量不相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤。所得溶液中Al元素以

的形式存在,溶液中不存在Al3+,C項(xiàng)錯(cuò)誤。所得溶液的溶質(zhì)為0.1

mol

NaOH與0.1

mol

NaAlO2,陰、陽離子的物質(zhì)的量之比為1∶1,D項(xiàng)正確。方法規(guī)律判斷反響物過量的方法。(1)假設(shè)法。假設(shè)一種反響物完全反響,而另一種反響物的量未知,把所求得的結(jié)果與實(shí)際量相比較,假設(shè)小于實(shí)際值,那么說明假設(shè)成立,反之那么說明假設(shè)不成立,即該反響物過量。(2)比較法。比較反應(yīng)物物質(zhì)的量之比與化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比學(xué)以致用1.將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中,完全反響后,溶液中Fe3+和Fe2+的物質(zhì)的量濃度相等。那么已反響的Fe3+和未反響的Fe3+的物質(zhì)的量之比是()。∶3 ∶2 ∶2 ∶1答案:A解析:設(shè)參加反響的Fe3+物質(zhì)的量為x,未參加反響的Fe3+的物質(zhì)的量為y,由反響的化學(xué)方程式:2FeCl3+Fe═3FeCl2可2.0.3mol氯氣和足量的金屬M(fèi)反響,生成0.2molMCln,那么n等于()。A.1 B.2

答案:C解析:根據(jù)氯原子守恒,可知molCl2和molMCln均含molCl。3.向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl,兩者恰好完全反響,計(jì)算:(1)Al的物質(zhì)的量;(2)參加反響的NaOH的物質(zhì)的量和NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度;(3)生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。(3)2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑2mol

3×22.4L0.4mol

V(H2)答:(1)Al的物質(zhì)的量為0.4mol。(2)參加反響的NaOH的物質(zhì)的量為0.4mol,NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.8mol·L-1。(3)生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為13.44L。1.對(duì)于反響aA+bB══cC+dD(A、B、C、D表示物質(zhì)的化學(xué)式,a、b、c、d為化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)),以下說法不正確的選項(xiàng)是()。A.如果質(zhì)量為m1的A與質(zhì)量為m2的B恰好完全反響,那么生成的C、D的質(zhì)量之和一定等于(m1+m2)B.參加反響的A和B中的原子總數(shù)一定等于生成的C和D的原子總數(shù)C.(a+b)不一定等于(c+d)和B中的元素種類,不一定等于C和D中的元素種類答案:D解析:化學(xué)反響遵循質(zhì)量守恒,即化學(xué)反響中元素種類守恒、原子個(gè)數(shù)守恒,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.鐵粉在高溫下可與水蒸氣反響,假設(shè)反響后得到的枯燥固體質(zhì)量比反響前鐵粉的質(zhì)量增加了32g,那么參加反響的鐵粉的物質(zhì)的量是()。A.0.5mol B.1mol C.1.5mol D.2mol答案:C

3

mol

64

g

n(Fe)

32

g3.在500mLNaOH溶液中參加足量鋁粉,反響完全后共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體33.6L,該NaOH溶液的濃度為()。A.1.0mol·L-1 B.2.0mol·L-1C.1.5mol·L-1 D.3.0mol·L-1答案:B解析:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑

2

mol

L

n(NaOH)

L4.某金屬R的氯化物溶液20mL,濃度為0.05mol·L-1。它恰好能與20mL0.15mol·L-1AgNO3溶液完全反響,那么該氯化物的化學(xué)式為()。2 35答案:C解析:可設(shè)該氯化物的化學(xué)式為RClx,n(RClx

mol·L-1

mol,n(AgNO3

mol·L-1

mol。RClx

+

xAgNO3═xAgCl↓+R(NO3)x

1

x

mol

mol5.把足量的鐵粉投入H2SO4和CuSO4的混合溶液中,充分反響后,剩余金屬粉末的質(zhì)量與原參加鐵粉的質(zhì)量相等,那么原溶液中H+與的物質(zhì)的量濃度之比為()。∶∶7 ∶∶8答案:A解析:設(shè)原溶液中H2SO4和CuSO4的物質(zhì)的量分別為x、y。Fe

+H2SO4═FeSO4+H2↑

Δm(固體質(zhì)量減小)56

g

1

mol

56

g

x

56xFe

+

CuSO4═FeSO4+Cu

Δm(固體質(zhì)量增大)56

g

1

mol

64

g

8

g

y

8y因?yàn)楣腆w在反應(yīng)前后質(zhì)量相等,所以Δm(減)=Δm(增)6.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)。三組實(shí)驗(yàn)各取30mL同濃度的鹽酸,參加同一種鎂鋁混合物粉末,產(chǎn)生氣體,有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下: