新型合金 物質(zhì)的量在方程式中的應(yīng)用 2024-2025學(xué)年高一化學(xué)同步課堂（人教版2019必修第一冊(cè)）

第二節(jié)

金屬材料課時(shí)2新型合金物質(zhì)的量在方程式中的應(yīng)用人教版2019必修第一冊(cè)

第三章

鐵

金屬材料素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識(shí)與微觀探析：

以儲(chǔ)氫合金、鈦合金等新型合金為例，能從元素組成上對(duì)合金進(jìn)行分類，并認(rèn)識(shí)不同類型金屬材料組成、性能與應(yīng)用的聯(lián)系，強(qiáng)化性能決定用途的觀念。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：

能基于物質(zhì)的量認(rèn)識(shí)化學(xué)變化，運(yùn)用物質(zhì)的量及相關(guān)物理量根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：

了解儲(chǔ)氫合金、鈦合金等新型合金，感受化化學(xué)科學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多新材料以滿足人類生活需要和促進(jìn)科技發(fā)展的重要作用。教學(xué)目標(biāo)本節(jié)重點(diǎn)物質(zhì)的量在方程式計(jì)算中的應(yīng)用。本節(jié)難點(diǎn)物質(zhì)的量在方程式計(jì)算中的應(yīng)用。1了解常見的幾種新型合金與應(yīng)用。2.通過復(fù)習(xí)物質(zhì)的量相關(guān)概念、公式，學(xué)習(xí)物質(zhì)的量在方程式計(jì)算中的應(yīng)用。新課導(dǎo)入你知道嗎？

你了解我國蛟龍?zhí)柹詈］d人潛水器嗎？

近年來，為滿足某些尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們又設(shè)計(jì)和合成了許多新型合金。新型合金壹物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用貳知識(shí)導(dǎo)航化學(xué)計(jì)算中的常用方法叁課堂思考你知道嗎？

你了解我國蛟龍?zhí)柹詈］d人潛水器嗎？

01新型合金一、新型合金課堂探究了解認(rèn)識(shí)

探究學(xué)習(xí)1.鈦合金鈦合金強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。鈦的外形很像鋼鐵，但遠(yuǎn)比鋼鐵堅(jiān)硬，而重量只有同樣大小的鋼鐵的一半。安然無恙的“躺”在各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中；連比較兇猛的酸—王水，也不能腐蝕它。課堂思考請(qǐng)你想想！

氫能是人類未來的理想能源之一，氫能利用的難題是什么？氯化鐵溶液關(guān)鍵解決安全儲(chǔ)存和運(yùn)輸問題氫能利用存在兩大難題是：制取和儲(chǔ)存新型儲(chǔ)氫合金材料的研究和開發(fā)為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。課堂探究了解認(rèn)識(shí)一、新型合金對(duì)比學(xué)習(xí)2.儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫合金課堂探究一、新型合金

了解認(rèn)識(shí)2.儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。對(duì)比學(xué)習(xí)如Ti-Fe合金、La-Ni合金，為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。要求：儲(chǔ)氫量大,金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸、放氫的速率快。課堂探究一、新型合金了解認(rèn)識(shí)對(duì)比學(xué)習(xí)3.耐熱合金合金在高溫下還具有高強(qiáng)度和良好的抗氧化性，因而還可用于熱處理工業(yè)，制造各種結(jié)構(gòu)件。課堂思考你知道嗎？

有些金屬是有“記憶的”我們看段有趣的視頻課堂探究一、新型合金了解認(rèn)識(shí)4.形狀記憶合金，記憶合金是—種原子排列很有規(guī)則、體積變?yōu)樾∮?.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀。由于它具有百萬次以上的恢復(fù)功能，因此叫作“記憶合金”。課堂探究一、新型合金對(duì)比學(xué)習(xí)了解認(rèn)識(shí)4.形狀記憶合金人造衛(wèi)星的天線發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有"記憶"功能而自然展開，恢復(fù)拋物面形狀。課堂探究一、新型合金了解認(rèn)識(shí)對(duì)比學(xué)習(xí)5.用途廣泛的稀土金屬~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在金屬元素中，有一類性質(zhì)相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他們是元素周期表中原子序數(shù)從57~71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土元素在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽(yù)為新材料的寶庫。

稀土金屬既可單獨(dú)使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。因此，稀土金屬廣泛應(yīng)用在冶金、石油化工、材料工業(yè)（電子材料、熒光材料、發(fā)光材料、永磁材料、超導(dǎo)材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等）、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲(chǔ)量、稀土產(chǎn)量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我國化學(xué)家徐光憲院士與其研究團(tuán)隊(duì)在稀土元素的分離及應(yīng)用中做出了重要貢獻(xiàn)。隨著稀土資源的不斷開采，如何合理利用和保護(hù)我國的稀土資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，已經(jīng)引起政府和社會(huì)各界的關(guān)注?？茖W(xué)·技術(shù)·社會(huì)課堂探究一、新型合金了解認(rèn)識(shí)對(duì)比學(xué)習(xí)5.用途廣泛的稀土金屬稀土元素鏑Dy常用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器典例精講【例1】?jī)?chǔ)氫合金是一類新型合金，如鐵系儲(chǔ)氫合金、鈦系儲(chǔ)氫合金。儲(chǔ)氫合金既能在一定條件下吸收H2，又能在一定條件下放出H2，該循環(huán)中發(fā)生變化：H2

2H。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．儲(chǔ)氫合金的吸氫和放氫都是物理變化B．溫度和壓強(qiáng)都會(huì)影響儲(chǔ)氫合金的吸氫和放氫C．鐵系儲(chǔ)氫合金可以做成納米合金D．鐵系儲(chǔ)氫合金和鈦系儲(chǔ)氫合金可以用磁鐵進(jìn)行鑒別A課堂思考請(qǐng)你回憶！物質(zhì)的量與其它物理量之間的聯(lián)系質(zhì)量m(g)微粒數(shù)N個(gè)÷M物質(zhì)的量n(mol)×M×NA÷NA氣體體積V×22.4L·mol-16.02×1023摩爾質(zhì)量溶液體積×物質(zhì)的量濃度(c)÷物質(zhì)的量濃度÷22.4L·mol-1

標(biāo)準(zhǔn)狀況下結(jié)論：物質(zhì)的量是聯(lián)系各物理量的紐帶，可以簡(jiǎn)便的進(jìn)行各量之間的轉(zhuǎn)換。02物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用課堂思考你知回憶！

化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與相關(guān)物理量的關(guān)系2CO＋O2

2CO2化學(xué)計(jì)量數(shù)

2____擴(kuò)大NA倍

2NA_______物質(zhì)的量

2mol__________質(zhì)量

56g_________標(biāo)況下氣體體積

44.8L____________12NA2NA1mol2mol32g88g22.4L44.8L結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其粒子數(shù)目之比，等于其物質(zhì)的量之比，也等于同溫同壓下氣體的體積之比課堂探究二、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用難點(diǎn)分析1.物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟①設(shè)未知量，統(tǒng)一規(guī)定符號(hào)，如物質(zhì)的量(n)②寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式，注意配平③找出已知量與未知量的關(guān)系，并寫在對(duì)應(yīng)物質(zhì)的正下方④列比例式，求解⑤檢查無誤后，寫出簡(jiǎn)明答案課堂探究二、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用難點(diǎn)分析2.舉例說明n(H2)＝0.5mol

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

1mol

1mol

0.50mol

n(H2)mol

【例題2】250mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計(jì)算:(2)生成的H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。課堂探究二、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中計(jì)算的應(yīng)用重點(diǎn)理解1mol

0.50mol

(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑22.4L1、可以用質(zhì)量，氣體體積，物質(zhì)的量等表示，左右相當(dāng)。2、上下單位（物理量）一致V(H2)

L答：生成的H2的體積11.2L【解法二】典例精講【例3】完全中和0.1molNaOH需H2SO4的質(zhì)量是多少？meiyangyang8602解法一:

2NaOH＋H2SO4

＝Na2SO4+2H2O210.1moln(H2SO4)moln(H2SO4)=答:所需H2SO4的質(zhì)量是4.9g寫方程式1mol化學(xué)計(jì)量數(shù)比2mol物質(zhì)的量比列比例式解題步驟寫方程式落系數(shù)成比例算結(jié)果根據(jù)化學(xué)方程式先求物質(zhì)的量，然后再換算稱質(zhì)量典例精講解法二:2NaOH＋H2SO4

＝Na2SO4+2H2O0.1molm(H2SO4)g答:所需H2SO4的質(zhì)量是4.9g98g2mol注意:只要上下單位一致,左右關(guān)系對(duì)應(yīng),則可列比例式計(jì)算隨堂演練1.0.4mol鈉與足量的水反應(yīng)，求:(1)生成H2的質(zhì)量(2)生成NaOH的質(zhì)量2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2mol0.4mol

得n(NaOH)=0.4mol得n(H2)=0.2mol

2moln(NaOH)1moln(H2)答:(1)生成H2的質(zhì)量為0.4g(2)生成NaOH的質(zhì)量為16g質(zhì)量為0.4g質(zhì)量為16g解題步驟寫方程式落系數(shù)成比例算結(jié)果隨堂演練2.將2.70gAl投入足量的NaOH溶液,求:(1)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量(2)生成H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)]4

+3H2↑2×27g2.7g

2moln(NaOH)3×22.4L

V(H2)得n(NaOH)=0.1mol得V(H2)=3.36L答:(1)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量為0.1mol(2)生成H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為3.36L03化學(xué)計(jì)算中的常用方法課堂探究三、化學(xué)計(jì)算中的常用方法難點(diǎn)掌握1.關(guān)系式法——解答連續(xù)反應(yīng)類型計(jì)算題的捷徑當(dāng)已知量和未知量之間是靠多個(gè)反應(yīng)來聯(lián)系時(shí)，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)系式”。①根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系式②根據(jù)原子守恒確定關(guān)系式③利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算典例精講【例4】把一定量的CO還原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10g沉淀，那么參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量是

g。2.8解析(1)根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O則關(guān)系式為3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3(2)利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算CO～CaCO328100m(CO)10gm(CO)＝2.8g隨堂演練3.已知

Fe＋SFeS，

FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，2H2S＋3O22SO2＋2H2O，一定量的鐵粉和9g硫粉混合加熱，待其反應(yīng)后再加入過量鹽酸，將生成的氣體完全燃燒，共收集得9g水，則加入的鐵粉質(zhì)量為(

)A．14g B．42gC．56g D．28gFe～H2S～H2OFe＋SFeS，

FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，2H2S＋3O22SO2＋2H2O，解析：根據(jù)化學(xué)方程式可推出關(guān)系式D課堂探究2.差量法——質(zhì)量差值法、體積差值法難點(diǎn)掌握三、化學(xué)計(jì)算中的常用方法根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、氣體體積差等，該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法。【例5】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時(shí)間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了4g，參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為_。28g解析Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

Δm

56g

64g

64g－56g＝8g

m(Fe)

4g隨堂演練4.為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2g，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是(

)A

課堂探究三、化學(xué)計(jì)算中的常用方法3.守恒法——質(zhì)量守恒、電荷守恒、電子守恒難點(diǎn)掌握【例6】

4.6g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量是

g。10.6解析鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過程中鈉的原子個(gè)數(shù)不變，可得關(guān)系式：2Na～Na2CO32×231064.6gm(Na2CO3)典例精講【例7】用1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好將2×10－2mol的XO4-還原，已知氧化產(chǎn)物為SO42-，則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為___。解析氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等，設(shè)元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為x，則有：1mol·L－1×0.03L×(6－4)＝2×10－2mol×(7－x)，解得x＝＋4。＋4課堂探究重點(diǎn)掌握三、化學(xué)計(jì)算中的常用方法4.方程組法——兩個(gè)已知量求解混合物中兩種物質(zhì)的未知量【例8】把1.1g鐵、鋁混合物溶于200mL5mol·L－1鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?.6mol·L－1(溶液體積變化忽略不計(jì))。求：(1)反應(yīng)中消耗HCl的物質(zhì)的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。消耗HCl的物質(zhì)的量：0.2L×5mol·L－1－0.2L×4.6mol·L－1＝0.08mol。課堂探究重點(diǎn)掌握三、化學(xué)計(jì)算中的常用方法4.方程組法——兩個(gè)已知量求解混合物中兩種物質(zhì)的未知量設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為x、y。2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2

6x

3xFe＋2HCl===FeCl2＋H2↑1

2y

2y解得：x＝0.02mol，y