322物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用（自主學(xué)案）-2021-2022學(xué)年高一化學(xué)學(xué)習(xí)高效學(xué)與練

20212022學(xué)年高一化學(xué)同步學(xué)習(xí)高效學(xué)與練（自主學(xué)案）第三章鐵金屬材料第二節(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)用課程學(xué)習(xí)目標(biāo)1.基于物質(zhì)的量認(rèn)識(shí)化學(xué)變化；2.掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。學(xué)科核心素養(yǎng)1.知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化過程中各物理量的關(guān)系，并能夠進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”。2.通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行定量的計(jì)算，能夠培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任”?！局R(shí)回顧】以物質(zhì)的量為中心的計(jì)算【知識(shí)歸納總結(jié)】物質(zhì)的量與其他物理量之間的計(jì)算公式(1)已知物質(zhì)的質(zhì)量m(B)，n(B)＝eq\f(m（B）,M)。(2)已知標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的氣體體積V[B(g)]，n(B)＝eq\f(V（B）,Vm)。(3)已知物質(zhì)的粒子數(shù)N(B)，n(B)＝eq\f(N（B）,NA)。(4)已知溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度c(B)，n(B)＝c(B)·V?！拘轮獙W(xué)習(xí)】一．物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是粒子按照一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的?；瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量系數(shù)可以明確表示出化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系。2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑eq\a\vs4\al(化學(xué)計(jì)量數(shù)之比)2∶2∶2∶1eq\a\vs4\al(擴(kuò)大6.02×1023倍)2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶1×6.02×1023eq\a\vs4\al(物質(zhì)的量之比)2mol∶2mol∶2mol∶1mol結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于粒子個(gè)數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比，對(duì)于有氣體參與的反應(yīng)還等于體積之比。【例題1】將0.46g金屬鈉加入足量水中充分反應(yīng)，測得反應(yīng)后溶液的體積為200mL。試計(jì)算：（1）反應(yīng)生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為多少毫升？____________（2）反應(yīng)所得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？______________【答案】224mL0.1mol/L【解析】（1）根據(jù)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，0.46g金屬鈉即0.02mol，與足量的水可生成0.01mol氫氣，標(biāo)況下，V（H2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，即224mL；（2）0.02molNa與水反應(yīng)可生成0.02molNaOH，c（NaOH）==0.1mol/L。二．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＋O2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃))2CO2化學(xué)計(jì)量數(shù)212擴(kuò)大NA倍2NANA2NA物質(zhì)的量2mol1mol2mol質(zhì)量56g32g88geq\o(\s\up11(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),\s\do4(氣體體積))44.8L22.4L44.8L1．物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟轉(zhuǎn)：將已知物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量設(shè)：設(shè)所求物質(zhì)的物質(zhì)的量為n（B）寫：寫出相關(guān)的化學(xué)方程式標(biāo)：在相關(guān)物質(zhì)化學(xué)式下面標(biāo)出已知量和未知量列：列出比例式解：根據(jù)比例式求解答：簡明的寫出答案2．計(jì)算過程中的注意事項(xiàng)(1)書寫格式規(guī)范化：在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的過程中，各物理量、物質(zhì)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：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，如果題目所給的兩個(gè)量單位不一致，要注意兩個(gè)量的單位要“上下一致，左右相當(dāng)”，且單位要注明。(3)如果兩種反應(yīng)物的量都是已知的，求解某種產(chǎn)物的量時(shí)，必須先判斷哪種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足量的物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。【例題2】向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反應(yīng)后，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。則：(1)Al的物質(zhì)的量為________。(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量為________，NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為________。(3)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積為________?！敬鸢浮?1)0.4mol(2)0.4mol0.8mol/L(3)13.44L【解析】(1)n(Al)＝eq\f(10.8g,27g/mol)＝0.4mol。(2)設(shè)參加反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量是n。則2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑220．4moln則eq\f(2,0.4mol)＝eq\f(2,n)，n＝0.4mol，c(NaOH)＝eq\f(0.4mol,0.5L)＝0.8mol/L。(3)設(shè)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積是V。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol3×22.4L0．4molVV＝eq\f(0.4mol×3×22.4L,2mol)＝13.44L?！军c(diǎn)睛】在解決此類定量分析題目時(shí)，首先明確化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)體現(xiàn)的定量關(guān)系，然后整合題干中的定量信息判斷是否存在物質(zhì)過量，最后按少量的物質(zhì)進(jìn)行定量計(jì)算，得出結(jié)果?！局R(shí)進(jìn)階】化學(xué)計(jì)算中常用的解題方法(1)關(guān)系式法當(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。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。②根據(jù)原子守恒確定關(guān)系式。示例：把CO還原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的質(zhì)量。分析：a.寫出反應(yīng)方程式：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2Ob．列關(guān)系式3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。(2)守恒法①電子守恒：氧化還原反應(yīng)中得電子總數(shù)等于失電子總數(shù)。②電荷守恒：電解質(zhì)溶液中，陽離子所帶正電荷總數(shù)＝陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)；離子方程式中，反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)＝生成物所帶電荷總數(shù)。(3)差量法原理：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“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積等。結(jié)合題目實(shí)際差量列出比例式進(jìn)行解答。示例：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2固體差值 2mol 2×106g 1mol2×28g n(Na2O2) m(Na2CO3)n(O2)5.6g則：eq\f(2mol,n（Na2O2）)＝eq\f(2×106g,m（Na2CO3）)＝eq\f(1mol,n（O2）)＝eq\f(2×28g,5.6g)【例題3】將2.3g鈉投入97.8g水中，反應(yīng)完畢后，得到100mL溶液，計(jì)算：(1)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。(2)所得氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(3)所得氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度?！敬鸢浮?1)1.12L(2)4%(3)1mol·L－1【解析】(1)2.3gNa的物質(zhì)的量為eq\f(2.3g,23g·mol－1)＝0.1mol，則2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2mol 22.4L0.1mol V(H2)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(H2)＝eq\f(22.4L×0.1mol,2mol)＝1.12L。(2)0.1molNa完全反應(yīng)生成0.1molNaOH，氫氧化鈉的質(zhì)量為40g·mol－1×0.1mol＝4g，所得溶液質(zhì)量為100g，則所得溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(4g,100g)×100%＝4%。(3)所得氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為eq\f(0.1mol,0.1L)＝1mol·L－1?！军c(diǎn)撥】解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)明確題目中涉及的化學(xué)反應(yīng)。(2)明確相關(guān)的物理量和計(jì)算方法，利用相關(guān)的化學(xué)方程式計(jì)算。【效果檢測】1．對(duì)于反應(yīng)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))，下列說法不正確的是()A．如果質(zhì)量為m1的A與質(zhì)量為m2的B恰好完全反應(yīng)，則生成的C、D的質(zhì)量之和一定等于(m1＋m2)B．參加反應(yīng)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)D．A和B中的元素種類，不—定等于C和D中的元素種類【答案】D2．（2020·寧夏吳忠中學(xué)高一期末）兩份鋁屑，第一份與足量鹽酸反應(yīng)，第二份與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣的體積比為1∶2(同溫同壓下)，則第一份與第二份鋁屑的質(zhì)量比為()A．1∶3 B．1∶2 C．1∶1 D．2∶1【答案】B【解析】鋁屑與鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；兩個(gè)化學(xué)方程式中鋁與氫氣的物質(zhì)的量之比皆為2∶3，題目中說二者產(chǎn)生氫氣的體積比為1∶2，故兩份鋁屑的物質(zhì)的量之比為1∶2，二者質(zhì)量之比亦為1∶2，故選項(xiàng)B正確。3．（2020·江西上饒高一期末）標(biāo)準(zhǔn)狀況下有22.4L氯氣和氫氣的混合氣體，在一密閉容器中使其反應(yīng)，冷卻后將此氣體通入足量的NaOH溶液中，共消耗1.5molNaOH，則原混合氣體中氯氣和氫氣的體積比為A．3：1 B．1：1 C．1：2 D．3：2【答案】A【解析】【分析】氯氣與氫氣反應(yīng)后氣體，再與足量NaOH溶液，溶液中溶質(zhì)為NaCl，若氯氣有剩余，還含有NaClO，但Na原子與Cl原子數(shù)目為1：1，由原子守恒可知：2n（Cl2）＝n（NaOH），進(jìn)而計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量，相同條件下氣體體積之比等于其物質(zhì)的量之比?！驹斀狻柯葰馀c氫氣反應(yīng)后氣體，再與足量NaOH溶液，溶液中溶質(zhì)為NaCl，若氯氣有剩余，還含有NaClO，但Na原子與Cl原子數(shù)目為1：1，由原子守恒可知：2n（Cl2）＝n（NaOH），故n（Cl2）＝1.5mol÷2＝0.75mol，則n（H2）＝22.4L÷22.4L/mol﹣0.75mol＝0.25mol，故V（Cl2）：V（H2）＝0.75mol：0.25mol＝3：1，故選A?！军c(diǎn)睛】本題考查混合物的計(jì)算，關(guān)鍵是明確可能發(fā)生的反應(yīng)，題目利用守恒思想進(jìn)行解答，避免復(fù)雜計(jì)算、化繁為簡。4．將同體積同物質(zhì)的量濃度的NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液中的Cl完全沉淀，則需同物質(zhì)的量濃度的AgNO3溶液的體積比為()A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．1∶1∶1 D．6∶3∶2【答案】A【解析】同體積同物質(zhì)的量濃度的NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液中的Cl的物質(zhì)的量之比為1：2：3，根據(jù)Cl+Ag+=AgCl↓，可知n（AgNO3）=n（Cl），則需同物質(zhì)的量濃度的AgNO3溶液的體積比為1：2：3，故選A。5．（2020·河津市第二中學(xué)高一月考）用鋁箔包著2.3g金屬鈉，放入50ml水中，放出的H2體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）是A．等于2.24L B．等于1.12L C．大于1.12L D．小于1.12L【答案】C【解析】2.3克鈉即0.1molNa和水反應(yīng)：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，生成0.05molH2，同時(shí)還生成氫氧化鈉，鋁會(huì)和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以氫氣的體積大于1.12L，選C。6．（2020·營口市第二高級(jí)中學(xué)高一月考）將4.6g鈉投入到95.4g水中，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)()A．等于4.6% B．等于8%C．大于8% D．小于8%【答案】C【解析】4.6gNa的物質(zhì)的量為0.2mol，Na溶于水，和水反應(yīng)生成NaOH和H2，根據(jù)Na守恒，生成的NaOH的物質(zhì)的量也為0.2mol，即為0.2mol×40g/mol=8g。反應(yīng)后溶液的質(zhì)量等于4.6g+95.4gm(H2)＜100g，所以所得NaOH溶液中溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%，故選C。7．把VL含有MgSO4、K2SO4的混合溶液分為兩等份，一份加入amolNaOH的溶液，恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂；另一份加入含有bmolBaCl2的溶液，恰好使硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇，則原混合溶液中鉀離子的濃度為（）A．mol/L B．mol/L C．mol/L D．mol/L【答案】B【解析】【分析】溶液中發(fā)生反應(yīng)：Ba2++SO42═BaSO4↓和Mg2++2OH═Mg(OH)2↓，根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系n(SO42)=n(Ba2+)=n(BaCl2)和n(Mg2+)=n(OH)和電荷守恒計(jì)算。【詳解】混合溶液分成兩等份，每份溶液濃度與原溶液濃度相同，一份加BaCl2的溶液發(fā)生Ba2++SO42═BaSO4↓，由方程式可知n(SO42)=n(Ba2+)=n(BaCl2)=bmol，另一份加氫氧化鈉溶液時(shí)發(fā)生Mg2++2OH═Mg(OH)2↓，由方程式可知每份溶液中n(Mg2+)=n(OH)=amol，由電荷守恒可知每份中2n(Mg2+)+n(K+)=2n(SO42)，故每份中溶液n(K+)=2bmol2×amol=(2ba)mol，故原溶液中鉀離子濃度=mol·L1=mol·L1；故選B。8．(1)某混合物由、、組成，已知、、三元素的質(zhì)量之比為23∶16∶9，則、和物質(zhì)的量之比為____，含的該混合物的質(zhì)量為____。(2)含，則的摩爾質(zhì)量為______，R的相對(duì)原子質(zhì)量為_____。含R的質(zhì)量為的，其物質(zhì)的量為_____。(3)已知能與恰好完全反應(yīng)，生成和一定量D，現(xiàn)將與的混合物充分反應(yīng)后，生成和一定量的C，則D的摩爾質(zhì)量為_______?！敬鸢浮?：2：149.962g/mol160.1mol18g/mol【解析】（1）依據(jù)n=計(jì)算各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比，根據(jù)題給氯離子的物質(zhì)的量計(jì)算得到各物質(zhì)的物質(zhì)的量，再根據(jù)公式m=nM計(jì)算混合物總質(zhì)量；（2）由Na2R~2Na2+~R2+，結(jié)合公式n=計(jì)算可得；（3）依據(jù)質(zhì)量守恒定律和公式n=計(jì)算可得?！驹斀狻浚?）、和的物質(zhì)的量之比等于、、三元素的物質(zhì)的量之比，由、、三元素的質(zhì)量之比為23∶16∶9可知，、和物質(zhì)的量之比為：：=3:2:1；設(shè)AlCl3的物質(zhì)的量為x，由氯離子的物質(zhì)的量為1.00mol可得：1.00mo