拓展1教案物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用

1、 【教學(xué)目標(biāo)】1使學(xué)生掌握物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算方法和格式2使學(xué)生加深對(duì)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積等概念的理解，及對(duì)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)3培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和綜合計(jì)算的能力一、計(jì)算原理我們知道，物質(zhì)是由原子、分子或離子等粒子組成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的化學(xué)方程式可以明確地表示出化學(xué)反應(yīng)中這些粒子數(shù)之間的數(shù)目關(guān)系這些粒子之間的數(shù)目關(guān)系，又叫做化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系【例1】2H2O22H2O化學(xué)計(jì)量數(shù)之比： 2 1 2分 子 數(shù)N 之 比： 2 1 2擴(kuò) 大 NA 倍： 2NA NA2NA物 質(zhì) 的 量n 之

2、比： 2mol 1mol 2mol質(zhì) 量 m之 比： 4 32 36由以上分析可知，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，等于組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比，因而也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比二、解題步驟：化學(xué)方程式中有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算，須按以下步驟進(jìn)行：1設(shè)未知數(shù) 2.寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)方程式 3找出相關(guān)物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比4對(duì)應(yīng)計(jì)量數(shù)，找出相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量或質(zhì)量或氣體體積5列比例，進(jìn)行計(jì)算。 6.寫(xiě)出答案?！纠?】：完全中和010 mol NaOH需H2SO4的物質(zhì)的量是多少？解：設(shè)硫酸的物質(zhì)的量為n(H2SO4)2NaOHH2SO4=Na2SO42H2O=21 0.1mol n(H2SO4) n(H2SO4)

3、 0.05mol答：完全中和0.10mol NaOH需H2SO40.05mol我們運(yùn)用有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算解決問(wèn)題時(shí)，還經(jīng)常涉及到物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、體積等物理量的必要換算而換算的核心就是物質(zhì)的量三、物質(zhì)的量與其他物理量之間的關(guān)系 【練習(xí)1】回答下列化學(xué)方程式的含義： H2 Cl2 = 2HCl化學(xué)計(jì)量數(shù)比粒子數(shù)之比物質(zhì)的量比物質(zhì)的質(zhì)量比氣體體積比根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要明確已知條件是什么，求解什么，從而合理選擇比例量的單位列比例式時(shí)應(yīng)注意，不同物質(zhì)使用的單位可以不同，但要相應(yīng)，同一物質(zhì)使用的單位必須相同四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用【練習(xí)2】計(jì)算例2中所需H2SO4的質(zhì)量是多少?2N

4、aOHH2SO4=Na2SO42H2Om(H2SO4)=4.9g2 mol 98 g0.1mol m(H2SO4) 答：所需H2SO4的質(zhì)量為4.9 g【例3】：將30 gMnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為766%的軟錳礦石與足量12 mol·L1濃鹽酸完全反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))計(jì)算：(1)參加反應(yīng)的濃鹽酸的體積 (2)生成的Cl2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)請(qǐng)大家分析比較以下幾種解法解法一：n(MnO2)0.26mol解：(1)MnO2的摩爾質(zhì)量為87 g·mol1，設(shè)濃鹽酸的體積為VHCl(aq) 2 / 164HCl(濃) MnO2MnCl22H2OCl2VHCl(aq)0.087L4 11

5、2 mol·L1×VHCl(aq) 0.26 mol(2)4HCl(濃)MnO2MnCl22H2OCl2n(Cl2)026mol1 10.26 mol n(Cl2)V(Cl2)n(Cl2)V026mol×224L·mol158L答：參加反應(yīng)的濃HCl的體積為0087 L,生成Cl2的體積在標(biāo)況下為58 L解法二： 解：(1)MnO2的摩爾質(zhì)量為87 g·mol1n(MnO2)0.26mol4HCl(濃) MnO2MnCl2Cl2H2O4 1 n(HCl)0.26 moln(HCl)104mol VHCl()0087L(2)4HCl(濃)MnO2

6、MnCl22H2OCl21 mol2.4 L0.26 mol V(Cl2)V(Cl2)5.8 L 答：參加反應(yīng)的濃HCl的體積為0087 L,生成Cl2的體積在標(biāo)況下為58 L解法三：解：4HCl(濃) MnO2MnCl22H2OCl24 mol 87 g224 L12 mol·L1×VHCl(aq)30 g×766% V(Cl2)VHCl(aq)=0.087 LV(Cl2)=5.8 L答：參加反應(yīng)的濃HCl的體積為0.087 L，生成Cl2的體積在標(biāo)況下為5.8 L大家認(rèn)為以上哪種解法更簡(jiǎn)單呢？-第三種解法更簡(jiǎn)捷！【練習(xí)3】4.6 g Na與

7、足量的H2O反應(yīng)，計(jì)算生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的密度為0.0899 g·L1) 【答案：2.24 L】【練習(xí)4】106 g Na2CO3和84 g NaHCO3分別與過(guò)量的HCl溶液反應(yīng)，其中ANa2CO3放出的CO2多 BNaHCO3放出的CO2多CNa2CO3消耗的鹽酸多DNaHCO3消耗的鹽酸多 【答案：C】五.物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算時(shí)，須注意以下幾點(diǎn)：首先,化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是進(jìn)行各項(xiàng)計(jì)算的最根本依據(jù)；其次，計(jì)算時(shí)要注意物質(zhì)的量與其他各物理量(如質(zhì)量、氣體體積、濃度等)之間的換算關(guān)系；第三準(zhǔn)確把握反應(yīng)內(nèi)涵，正確

8、書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式第四化學(xué)方程式表示的是純凈物之間的量的關(guān)系，不純物質(zhì)必須換算成純物質(zhì)的量再進(jìn)行計(jì)算第五，化學(xué)方程式所表示的是實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)間量的關(guān)系如反應(yīng)2H2O22H2O表示發(fā)生反應(yīng)的H2與O2的物質(zhì)的量是21，而不時(shí)體系中H2和O2的實(shí)際含量或量的關(guān)系，即使反應(yīng)體系起始時(shí)H2與O2的量的關(guān)系為41，反應(yīng)也是按方程式規(guī)定的21進(jìn)行，最后會(huì)剩余H2第六，計(jì)算單位要做到同一物質(zhì)上下單位要相同，不同物質(zhì)左右單位要對(duì)應(yīng)第七，存在過(guò)量問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)不過(guò)量的物理量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。過(guò)量一般有如下兩種情況：已知兩種反應(yīng)物的量求生成物的量此時(shí)，應(yīng)首先判斷哪種反應(yīng)物過(guò)量，然后依據(jù)不足量進(jìn)行求解已知某一生成物的量和

9、反應(yīng)物總量，求各反應(yīng)物的量解題的方法要點(diǎn)是：根據(jù)生成物的量求出參加反應(yīng)的各反應(yīng)物的量，再與所給總量比較，得出各反應(yīng)物的量一般有兩個(gè)答案 第八，關(guān)于混合物的計(jì)算此類題較復(fù)雜，解法各異，但一般的解法要點(diǎn)是：明確反應(yīng)原理，寫(xiě)出正確的化學(xué)方程式，依據(jù)某個(gè)量守恒(原子個(gè)數(shù)守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒等)利用物質(zhì)的量的關(guān)系列等式或利用質(zhì)量關(guān)系列等式求解，或同時(shí)利用以上關(guān)系列方程組求解六、參考練習(xí)1完全燃燒4 mol CH4，生成的H2O的物質(zhì)的量是多少？【答案：8 mol H2O】2500 mL KI 溶液中通入足量的Cl2，反應(yīng)后蒸發(fā)溶液，灼燒固體，最后剩余固體7.45 g試計(jì)算：(1)原溶液中K

10、I的物質(zhì)的量濃度； (2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入Cl2的體積【答案：(1)0.2 mol/L(2)1.12 L】3NaCl和NaBr的混合物16.15 g，溶于水后，通入足量的氯氣充分反應(yīng)，把溶液蒸干、灼燒，得固體11.70 g求原混合物中NaCl的質(zhì)量【答案：5.85 g】  4.400 mL某濃度的NaOH溶液恰好與5.8 L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全反應(yīng)，計(jì)算：(1)生成NaClO的物質(zhì)的量(2)該溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度【答：(1) NaClO的物質(zhì)的量是0.26 mol(2)NaOH的物質(zhì)的量濃度是1.3 mol·L1】5.用8.7 g MnO2與100 g 36.5

11、%的濃鹽酸反應(yīng)，消耗鹽酸的物質(zhì)的量是多少？產(chǎn)生Cl2在標(biāo)況下的體積是多少？未參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量是多少？【答案：消耗HCl 0.4 mol，產(chǎn)生Cl2 2.24 L，未參加反應(yīng)的HCl為21.9 g】6.將0.65 g鋅加到50 mL 1 mol·L1鹽酸中，計(jì)算：(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，生成H2的體積(2)若反應(yīng)完成后，溶液體積仍為50 mL，這時(shí)溶液中Zn2和H物質(zhì)的量濃度是多少?【答：(1) 0.224L(2)n2與H的物質(zhì)的量濃度分別為0.2 mol·L1和0.6 mol·L1】7.根據(jù)反應(yīng)：KClO36HCl=KCl3Cl23H2O，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若有2.8

12、22 L Cl2生成，則被氧化的HCl是 ( )A0.21 molB0.25 molC7.67 gD9.13 g8.在反應(yīng)CaH22H2O=Ca(OH)22H2中，下列敘述正確的是 ( )AH2只是氧化產(chǎn)物 B此反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為11CCaH2是氫元素既被氧化又被還原 DH2O是氧化劑9根據(jù)反應(yīng)：KClO36HCl=KCl3Cl23H2O，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若有2.822 L Cl2 生成，則被氧化的HCl是 ( )A0.21 mol B0.25 mol C7.67 gD9.13 g10某溶液中Cl、Br、I的離子個(gè)數(shù)比為123，欲使其比變?yōu)?21，需通入氯氣的分子個(gè)數(shù)是原溶液

13、中I個(gè)數(shù)的 （ ）A1/2 B1/3 C2/3D以上計(jì)算均不對(duì)11把50 mL 01 mol/L CaCl2溶液和50 mL 01 mol/L AgNO3 溶液混合，設(shè)混合后溶液的總體積不變，反應(yīng)后溶液中Cl的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L；Ca2的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L12已知H2S通常為氣體，微溶于酸(H)溶液，很難電離出H；FeS易與稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： FeS2HCl=FeCl2H2S將8.8 g FeS 固體置于200 mL 2.0 mol/L 的鹽酸中，制備H2S氣體反應(yīng)完全后，溶液中還剩余部分HCl，H2S的濃度為0.10 mol/L，假定溶液體積不變，試計(jì)算：(1)

14、收集到的H2S氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)； (2)溶液中Fe2和H的物質(zhì)的量濃度【答案：(1) 1.8 L； (2) Fe2：0.50 mol/L； H：1.0 mol/L】13取一定量的純MnO2和純KClO3混合加熱，充分反應(yīng)后將剩余固體與足量的濃鹽酸混合加熱，反應(yīng)完畢后，將溶液蒸干，得到固體質(zhì)量與原混合物質(zhì)量相等，求MnO2在原混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 【答案： 46.7%】14已知黑火藥反應(yīng)的方程式為：2KNO3S3C=K2SN23CO2求此反應(yīng)中被10 mol KNO3氧化的碳的質(zhì)量是多少g？ 【答: 15 g】15向100 g 8%的NaOH溶液中通入一定量的CO2，然后將溶液在減壓低溫下蒸

15、干(1)將所得固體可能的成分填入下表(2)如果最后得到的固體質(zhì)量為137 g，則標(biāo)況下通入CO2的體積是多少？【3.36 L】參考練習(xí)（帶詳細(xì)答案）1完全燃燒4 mol CH4，生成的H2O的物質(zhì)的量是多少？解析：寫(xiě)出化學(xué)方程式，列出有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)和物質(zhì)的量根據(jù)CH4與H2O物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，列出方程式 n(H2O)=8 mol答：完全燃燒4 mol CH4 生成8 mol H2O2500 mL KI 溶液中通入足量的Cl2，反應(yīng)后蒸發(fā)溶液，灼燒固體，最后剩余固體745 g試計(jì)算：(1)原溶液中KI的物質(zhì)的量濃度； (2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入Cl2的體積解析：(1)由反應(yīng)2KI

16、Cl2=2KClI2可知，n(KI)=n(KCl)=0100 mol故KI溶液的物質(zhì)的量濃度 c(KI)=02 mol/L(2)同樣由方程式可知 n(Cl2)=n(KCl)=×=0050 mol其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 V(Cl2)=n(Cl2)·Vm=0050 mol×22.4 L/mol=1.12 L答案：(1)0.2 mol/L(2)1.12 L3NaCl和NaBr的混合物16.15 g，溶于水后，通入足量的氯氣充分反應(yīng)，把溶液蒸干、灼燒，得固體11.70 g求原混合物中NaCl的質(zhì)量解析：據(jù)題意設(shè)原混合物中NaBr的質(zhì)量為m2NaBrCl2=2NaClBr2

17、m2×1032×58.589m 16.15-11.7 則可得： 解得m=103 gm(NaCl)=1615 g103 g=585 g答案：585 g 4.400 mL某濃度的NaOH溶液恰好與58 L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)完全反應(yīng)，計(jì)算：(1)生成NaClO的物質(zhì)的量 (2)該溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度答：(1)生成的NaClO物質(zhì)的量是026 mol(2) NaOH物質(zhì)的量濃度是13 mol·L15.用8.7 g MnO2與100 g 365%的濃鹽酸反應(yīng)，消耗鹽酸的物質(zhì)的量是多少？產(chǎn)生Cl2在標(biāo)況下的體積是多少？未參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量是多少？解：M

18、nO2的摩爾質(zhì)量是87 g·mol1，HCl的摩爾質(zhì)量是36.5 g·mol1答：消耗HCl 04 mol，產(chǎn)生Cl2 224 L，未參加反應(yīng)的HCl為219 g6.將065 g鋅加到50 mL 1 mol·L1鹽酸中，計(jì)算：(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，生成H2的體積(2)若反應(yīng)完成后，溶液體積仍為50 mL，這時(shí)溶液中Zn2和H物質(zhì)的量濃度是多少?分析溶液中的Zn2來(lái)自反應(yīng)生成物ZnCl2，H應(yīng)是反應(yīng)后剩余的HCl電離出的因此，求(n2)與(H)應(yīng)先求出(nCl2)及反應(yīng)后的(HCl)(n2)(nCl2)02 mol·L1答：(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，生成H2 0224

19、L(2)反應(yīng)后溶液中n2與H的物質(zhì)的量濃度分別為02 mol·L1和06 mol·L17.根據(jù)反應(yīng)：KClO36HCl=KCl3Cl23H2O，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若有2822 L Cl2生成，則被氧化的HCl是 （ ）A021 molB025 molC767 gD913 g分析在氧化還原反應(yīng)中，反應(yīng)前后，同種元素的化合價(jià)改變不能交錯(cuò)，故KClO3中的Cl在反應(yīng)時(shí)由5價(jià)轉(zhuǎn)化為0價(jià)，生成Cl2,6 mol HCl中有5 mol被氧化共失5 mol電子轉(zhuǎn)化為0價(jià)，生成Cl2，還有1 mol HCl轉(zhuǎn)化為KCl，這樣生成3 mol Cl2，只有5 mol HCl被氧化，故被氧化的HCl

20、與生成Cl2的關(guān)系為：5HCl-3Cl25 mol 3×224 Ln(HCl) 2822 Ln(HCl)=021 molm(HCl)=n(HCl)·m(HCl)=021 mol×365 g·mol1=767 g故答案為AC8.在反應(yīng)CaH22H2O=Ca(OH)22H2中，下列敘述正確的是 （ ）AH2只是氧化產(chǎn)物 BH2O是氧化劑CCaH2是氫元素既被氧化又被還原D此反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為11解析本題考查氧化還原反應(yīng)中氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物以及它們的量的關(guān)系等知識(shí)從化學(xué)反應(yīng)方程式中可看出，CaH2中的H為1價(jià)，在反應(yīng)中1價(jià)的

21、H被氧化成H2，H2O中H為1價(jià)，在反應(yīng)中被還原成H2，因此H2O為氧化劑，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物均為H2，它們的物質(zhì)的量之比為11答案：BD9根據(jù)反應(yīng)：KClO36HCl=KCl3Cl23H2O，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若有2822 L Cl2 生成，則被氧化的HCl是 （ ）A021 molB025 molC767 gD913 g10某溶液中Cl、Br、I的離子個(gè)數(shù)比為123，欲使其比變?yōu)?21，需通入氯氣的分子個(gè)數(shù)是原溶液中I個(gè)數(shù)的 （ ）A1/2 B1/3 C2/3D以上計(jì)算均不對(duì)解析：向Br、I共存的溶液中通入Cl2后，首先發(fā)生的反應(yīng)及有關(guān)粒子數(shù)之比為:Cl2 2I=2ClI2122若把Cl、Br

22、、I的離子個(gè)數(shù)比為123看作離子數(shù)為1、2、3，從下表中能清楚地看到本題的答案 答案：B11把50 mL 01 mol/L CaCl2溶液和50 mL 01 mol/L AgNO3 溶液混合，設(shè)混合后溶液的總體積不變，反應(yīng)后溶液中Cl的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L；Ca2的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)mol/L解析：兩溶液混合后的化學(xué)反應(yīng)為：ClAg=AgCl在已知條件中n(Cl)是n(Ag)的兩倍，反應(yīng)后還剩余一半的Cl答案：c(Cl)為005 mol/L，c(Ca2)為005 mol/L12.已知H2S通常為氣體，微溶于酸(H)溶液，很難電離出H；FeS易與稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： FeS2HC

23、l=FeCl2H2S將88 g FeS 固體置于200 mL 20 mol/L 的鹽酸中，制備H2S氣體反應(yīng)完全后，溶液中還剩余部分HCl，H2S的濃度為010 mol/L，假定溶液體積不變，試計(jì)算：(1)收集到的H2S氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)； (2)溶液中Fe2和H的物質(zhì)的量濃度解析：(1)設(shè)生成的H2S的物質(zhì)的量為xFeS2HCl=FeCl2H2S88 g 1 mol8.8 g x x= =0.10 mol溶液中溶解的H2S的物質(zhì)的量為：0.10 mol/L×0.20 L=0.020 mol收集到H2S在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：(0.10 mol0.020 mol)×22.4

24、 L/mol=1.8 L(2)由于FeS完全反應(yīng)，故溶液Fe2的物質(zhì)的量就是FeS的物質(zhì)的量c(Fe2)=÷0.20 L=0.50 mol/L由于反應(yīng)后鹽酸過(guò)量，故溶解的H2S所電離出的H可以忽略，溶液中的H就是原來(lái)的H與消耗掉的H之差生成0.10 mol H2S 消耗H 0.20 mol，原鹽酸中含有H的物質(zhì)的量為0.20 L×2.0 mol/L=0.40 molc(H)= =1.0 mol/L答案：(1)收集到的H2S在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.8 L；(2)溶液中Fe2的物質(zhì)的量濃度是0.50 mol/L，H的物質(zhì)的量濃度是1.0 mol/L混合物中Na2CO3質(zhì)量=10

25、0 g42 g5 g=53 g答案：混合物中NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%，Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53%，NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%13取一定量的純MnO2和純KClO3混合加熱，充分反應(yīng)后將剩余固體與足量的濃鹽酸混合加熱，反應(yīng)完畢后，將溶液蒸干，得到固體質(zhì)量與原混合物質(zhì)量相等，求MnO2在原混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)解析：取KClO3與MnO2質(zhì)量和為100 g，設(shè)其中MnO2的質(zhì)量為x答案：MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為467%14.已知黑火藥反應(yīng)的方程式為：2KNO3S3C=K2SN23CO2求此反應(yīng)中被10 mol KNO3氧化的碳的質(zhì)量是多少g？解答：本題以化學(xué)反應(yīng)方程式為依據(jù)，考查氧化還原反應(yīng)的概念及有關(guān)計(jì)算分析所給化學(xué)方程式中各元素的化合價(jià)可知，該反應(yīng)中的氧化劑是KNO3和S，還原劑是C根據(jù)得失電子關(guān)系，C的化合價(jià)升高4價(jià)，即1 mol碳單質(zhì)在反應(yīng)中失去4 mol e，3 mol碳單質(zhì)共失去12 mol e，而2 mol KNO3共得到10 mol e，1 mol 硫單質(zhì)只得到2 mol e由反應(yīng)方程式分析可知，被2 mol KNO3氧化的碳占總物質(zhì)的量的，即，而反應(yīng)中總共被氧化的碳的物質(zhì)的量為3 mol，所以被