《高中化學(xué)》2023年高考總復(fù)習(xí)第三章第二節(jié)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

第二節(jié)金屬材料第2課時(shí)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位1.會(huì)敘述化學(xué)計(jì)算中的常用方法2.掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的一般步驟和方法素養(yǎng)闡釋1.能通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用2.建立認(rèn)知模型,并能運(yùn)用模型解答化學(xué)計(jì)算問(wèn)題

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)1.物質(zhì)的量與各物理量之間的關(guān)系。(1)圖示關(guān)系。(2)計(jì)算公式。④已知溶液中的物質(zhì)的量濃度:n(B)=c(B)·V[B(aq)]。

2.物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)?！咀灾魉伎肌?/p>

物質(zhì)的量能否應(yīng)用到離子方程式的計(jì)算中?提示:離子方程式中各種粒子(包括離子、分子等)也是按照一定物質(zhì)的量之比反應(yīng)的,故物質(zhì)的量同樣適用于離子方程式的計(jì)算。【效果自測(cè)】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),它們的質(zhì)量不一定相等,但物質(zhì)的量一定相等。(

)(2)物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),它們的質(zhì)量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(

)(3)物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),它們的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(

)××√(4)化學(xué)方程式4Na+O2══2Na2O可表示4molNa與1molO2反應(yīng)生成2molNa2O。(

)(5)根據(jù)離子方程式Mg+2H+══Mg2++H2↑可知1g鎂與足量氫離子反應(yīng)可生成1mol氫氣。(

)(6)化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和物質(zhì)的量均守恒。(

)√××2.1.15g鈉與水反應(yīng),得到100mL溶液。(1)求生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。(2)求反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度。(1)2Na+2H2O══2NaOH+H2↑

2

mol

22.4

L

0.05

mol

V(H2)(2)2Na+2H2O══2NaOH+H2↑

2

mol

2

mol

0.05

mol

n(NaOH)答:(1)生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.56

L;(2)反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.5

mol·L-1。3.將5.4gAl投入足量的NaOH溶液中,計(jì)算生成H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)和消耗NaOH的物質(zhì)的量。(寫出解題步驟)2Al

+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑2

mol

2

mol

3

mol0.2

mol

n(NaOH)

n(H2)解得n(NaOH)=0.2

mol,n(H2)=0.3

mol,V(H2)=0.3

mol×22.4

L·mol-1=6.72

L。答:生成H2的體積為6.72

L,消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.2

mol。

合作探究·釋疑解惑探究任務(wù)1物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算問(wèn)題引領(lǐng)1.“化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,那么物質(zhì)的量也一定守恒!”這種說(shuō)法正確嗎?提示:錯(cuò)誤?；瘜W(xué)方程式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量可能增大,可能減小,也可能不變。2.根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算,各物質(zhì)對(duì)應(yīng)的各物理量的單位左右、上下都必須相同嗎?提示:不一定,由于同一物質(zhì)的質(zhì)量與其物質(zhì)的量成正比關(guān)系,同種狀況下,氣體體積與物質(zhì)的量成正比關(guān)系,因此根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí),各物質(zhì)對(duì)應(yīng)的各物理量的單位上、下都必須一致,左、右相互對(duì)應(yīng)即可。歸納提升1.化學(xué)計(jì)算的基本步驟。2.物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)計(jì)算的基本方法。(1)把已知物的物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量;(2)根據(jù)化學(xué)方程式或關(guān)系式,根據(jù)已知物的物質(zhì)的量求出未知物的物質(zhì)的量;(3)把未知物的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化為未知物的所求物理量。(1)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比,而非質(zhì)量之比。(2)計(jì)算時(shí),各種物質(zhì)不一定要用物質(zhì)的量表示,也可以用質(zhì)量表示,氣態(tài)物質(zhì)還可以用體積表示,但要注意物質(zhì)的量與其他各物理量之間的換算關(guān)系;具體選用什么物理量,應(yīng)該根據(jù)題中的實(shí)際情況而定。(3)在化學(xué)方程式下面列出的各量,同種物質(zhì)的單位一定要相同,不同物質(zhì)的單位可同可不同,但要對(duì)應(yīng)。典型例題【例題1】

將2.3g鈉投入97.8g水中,反應(yīng)完畢后,得到100mL溶液。(1)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

;

(2)所得氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

;

(3)所得氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為

。

答案:(1)1.12L

(2)4%

(3)1mol·L-12Na+2H2O══2NaOH

+

H2↑

2

mol

2

mol

1

mol

0.1

mol

n(NaOH)

n(H2)n(NaOH)=0.1

mol,n(H2)=0.05

mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V(H2)=22.4

L·mol-1×0.05

mol=1.12

L。(2)m(H2)=2

g·mol-1×0.05

mol=0.1

g,m(NaOH)=40

g·mol-1×0.1

mol=4

g,所得溶液質(zhì)量為2.3

g+97.8

g-0.1

g=100

g,有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算中的“三個(gè)規(guī)范”(1)書寫規(guī)范:各種符號(hào)的書寫要規(guī)范,大寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質(zhì)量,而“m”表示質(zhì)量,“N”表示粒子數(shù),而“n”表示物質(zhì)的量。(2)符號(hào)規(guī)范:各物理量及單位、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號(hào)表示。如已知NaOH溶液的體積和物質(zhì)的量濃度,求NaOH溶液的質(zhì)量時(shí)就寫成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。(3)單位規(guī)范:把已知量代入計(jì)算式中計(jì)算時(shí)都要帶單位且單位要統(tǒng)一?！咀兪接?xùn)練1】

1.將3.1gNa2O與4.2gNaHCO3溶于水,向得到的溶液中加入100mL鹽酸,正好完全反應(yīng),并放出氣體。(1)Na2O的物質(zhì)的量為

;

(2)放出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為

;

(3)鹽酸中c(HCl)=

。

答案:(1)0.05mol(2)1.12L(3)1.5mol·L-1(2)根據(jù)NaHCO3~CO2可知n(CO2)=0.05

mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,V(CO2)=0.05

mol×22.4

L·mol-1=1.12

L。(3)根據(jù)Na2O~2HCl、NaHCO3~HCl,2.向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl,兩者恰好完全反應(yīng)。(1)求Al的物質(zhì)的量。(2)求參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量和溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度。(3)求生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。(3)2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑2

mol

3×22.4

L0.4

mol

V(H2)答:(1)Al的物質(zhì)的量為0.4

mol。(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量為0.4

mol,NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.8

mol·L-1。(3)生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為13.44

L。探究任務(wù)2化學(xué)計(jì)算中的常用方法問(wèn)題引領(lǐng)提示:方法一:根據(jù)化學(xué)方程式得4FeS2~8SO2~8SO3~8H2SO4,即FeS2~2H2SO4。方法二:由硫元素守恒得,FeS2~2H2SO4。2.將質(zhì)量為100g的鐵棒插入1L0.5mol·L-1的CuSO4溶液中,足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,鐵棒的質(zhì)量將變?yōu)槎嗌?提示:可以采用差量法。設(shè)鐵棒增大的質(zhì)量為x,則Fe

+

CuSO4══FeSO4+Cu

Δm56

g

1

mol

64

g

8

g

0.5

mol

xx=4

g,故鐵棒質(zhì)量變?yōu)?00

g+4

g=104

g。歸納提升1.關(guān)系式法。當(dāng)已知物和未知物之間是靠多個(gè)反應(yīng)來(lái)聯(lián)系時(shí),可直接確定已知量物質(zhì)和未知量物質(zhì)之間的“關(guān)系式”。(1)根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系式:寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式,根據(jù)量的關(guān)系寫出關(guān)系式。如:把CO還原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量。則關(guān)系式為3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。(2)根據(jù)原子守恒確定關(guān)系式:上述例子中也可直接根據(jù)碳原子守恒得出CO~CaCO3。2.守恒法?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子的重新組合,依據(jù)質(zhì)量守恒定律,在化學(xué)反應(yīng)中存在一系列守恒關(guān)系,如質(zhì)量守恒、電荷守恒、電子得失守恒等,利用這些守恒關(guān)系解題的方法叫做守恒法。(1)質(zhì)量守恒:化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變。(2)電荷守恒:電荷守恒即對(duì)任一電中性的體系,如化合物、混合物、溶液等,正電荷總數(shù)和負(fù)電荷總數(shù)相等。如K2SO4和NaCl的混合溶液中,n(K+)+n(Na+)=2n()+n(Cl-)。(3)電子得失守恒:電子得失守恒是指在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù)。如反應(yīng)2Al+6H+══2Al3++3H2↑中,2molAl失去6mol電子,H+得到6mol電子生成3molH2。3.差量法。根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)有關(guān)物理量發(fā)生的變化,找出所謂“理論差量”,該差量的大小與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系解決問(wèn)題的計(jì)算方法。如Fe+CuSO4══Cu+FeSO4固體質(zhì)量增大56g 64g 64g-56g=8g

x

ag4.平均值法。(1)摩爾電子質(zhì)量:某物質(zhì)在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1mol電子消耗該物質(zhì)的質(zhì)量,如鎂的摩爾電子質(zhì)量為g·mol-1=12g·mol-1。(2)平均摩爾質(zhì)量:兩種或兩種以上物質(zhì)的混合物中,1mol該混合物的質(zhì)量。組分中一定有物質(zhì)的摩爾質(zhì)量大于平均摩爾質(zhì)量,一定有物質(zhì)的摩爾質(zhì)量小于平均摩爾質(zhì)量。如25g鎂、鐵的混合物與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生1mol氫氣,則該混合物的平均摩爾質(zhì)量為=25g·mol-1。典型例題【例題2】

將某份鐵鋁合金樣品均分為兩份,一份加入足量鹽酸,另一份加入足量NaOH溶液,同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積之比為3∶2,則樣品中鐵、鋁物質(zhì)的量之比為(

)A.3∶2 B.2∶1 C.3∶4 D.4∶3答案:C解析:設(shè)每份鐵鋁合金樣品中含鐵、鋁的物質(zhì)的量分別為【變式訓(xùn)練2】

等物質(zhì)的量的常見金屬A、B、C分別與足量的稀鹽酸反應(yīng),所得氫氣的體積依次為V(A)、V(B)、V(C),已知V(B)=2V(C),且V(A)=V(B)+V(C),則在金屬C的生成物中,該金屬的化合價(jià)為(

)。A.+1價(jià) B.+2價(jià) C.+3價(jià) D.+4價(jià)答案:A解析:V(B)=2V(C),V(A)=V(B)+V(C)=3V(C),根據(jù)得失電子守恒,等物質(zhì)的量的A失去的電子數(shù)為C的3倍,金屬最外層電子數(shù)一般<4,故A的化合價(jià)為C的3倍,C的化合價(jià)只能為+1價(jià)。【例題3】

把足量的鐵粉加入硫酸和硫酸銅的混合溶液中,充分反應(yīng)后,剩余金屬粉末的質(zhì)量與原加入鐵粉的質(zhì)量相等,求原溶液中H+與

的物質(zhì)的量濃度之比。解: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

gx

56xFe

+

CuSO4══FeSO4+Cu

Δm(固體質(zhì)量增大)56

g

1

mol

64

g

8