（新教材適用）2023-2024學(xué)年高中化學(xué)第3章鐵金屬材料第2節(jié)金屬材料第2課時物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用學(xué)案新人教版

第2課時物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1．復(fù)習(xí)回顧有關(guān)物質(zhì)的量n與微粒數(shù)N、物質(zhì)的質(zhì)量m、氣體體積V、溶液濃度c間的計算公式，鞏固以物質(zhì)的量為中心的各物理量之間的換算方法。2．掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的一般方法和步驟。能逐步熟練在計算中應(yīng)用物質(zhì)的量，掌握計算的技巧和方法。核心素養(yǎng)1．通過對“物質(zhì)的量相關(guān)公式”的回顧，提升定量探究的學(xué)習(xí)能力及證據(jù)推理意識。2．通過對“物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的計算”的學(xué)習(xí)，提升邏輯思維能力和計算能力。一、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用1．物質(zhì)的量與各物理量之間的關(guān)系(1)圖示關(guān)系(2)計算公式①已知物質(zhì)的質(zhì)量：n(B)＝eq\f(m(B),M(B))；②已知標(biāo)準(zhǔn)狀況時的氣體體積：n(B)＝eq\f(V[B(g)],Vm)；③已知物質(zhì)的粒子數(shù)：n(B)＝eq\f(N(B),NA)；④已知溶液中的物質(zhì)的量濃度：n(B)＝_c(B)·V[B(aq)]__。2．化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)與各化學(xué)計量間的關(guān)系

2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑計量數(shù)之比：2221擴(kuò)大NA倍：2NA2NA2NANA物質(zhì)的量之比：2mol2mol2mol1mol質(zhì)量之比：46g36g80g2g結(jié)論：化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比等于_粒子個數(shù)__之比，也等于_物質(zhì)的量__之比，對于有氣體參與的反應(yīng)還等于_體積__之比。3．物質(zhì)的量用于化學(xué)方程式計算中的基本步驟4．有關(guān)物質(zhì)的量的計算中的“三個規(guī)范”(1)書寫規(guī)范：各種符號的書寫要規(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”表示微粒數(shù)，而“n”表示物質(zhì)的量。(2)符號規(guī)范①設(shè)未知數(shù)直接用各物理量的符號表示，且要注明物質(zhì)(或粒子)的符號。如設(shè)參加反應(yīng)HCl溶液的體積為V[HCl(aq)]。②各物理量及單位、物質(zhì)的名稱、公式等盡量用符號表示。如已知NaOH溶液的體積和物質(zhì)的量濃度，求NaOH的質(zhì)量時就寫成：m(NaOH)＝c(NaOH)·V[NaOH(aq)]·M(NaOH)。(3)單位規(guī)范：把已知量代入計算式中計算時都要帶單位且單位要統(tǒng)一。5．物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計算時的注意事項(xiàng)(1)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比等于各物質(zhì)的量之比，而非質(zhì)量之比。(2)計算時，各種物質(zhì)不一定都用物質(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(標(biāo)準(zhǔn)狀況)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；只要做到計量單位“上下一致，左右相當(dāng)”即可。應(yīng)用體驗(yàn)1.對于反應(yīng)：2A(g)＋2B(g)=3C(g)＋D(g)，化學(xué)計量數(shù)之比與下列各項(xiàng)不等的是(C)A．分子數(shù)之比 B．物質(zhì)的量之比C．質(zhì)量之比 D．體積之比(同溫同壓)解析：方程式中化學(xué)計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，等于分子數(shù)之比，等于相同狀態(tài)下氣體體積比，只有C符合題意。2．(2022·棗莊高一檢測)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VA、VB、VC，已知VB＝2VC，且VA＝VB＋VC，則在金屬C的生成物中，該金屬的化合價為(A)A．＋1價 B．＋2價C．＋3價 D．＋4價解析：VB＝2VC，VA＝VB＋VC＝3VC，根據(jù)得失電子守恒，A失去的電子數(shù)為C的3倍，金屬最外層電子數(shù)一般小于4，故A的化合價為C的3倍，C的化合價只能為＋1價。3．向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反應(yīng)，試計算：(1)Al的物質(zhì)的量；(2)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)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成H2的體積。答案：(1)0.4mol(2)0.4mol0.8mol·L－1(3)13.44L解析：(1)Al的摩爾質(zhì)量是27g·mol－1，n(Al)＝eq\f(10.8g,27g·mol－1)＝0.4mol。(2)設(shè)參加反應(yīng)的NaOH物質(zhì)的量是n。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑220.4molneq\f(2,0.4mol)＝eq\f(2,n)，n＝0.4molc(NaOH)＝eq\f(0.4mol,0.5L)＝0.8mol·L－1。(3)設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成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。二、化學(xué)計算中的其他常用方法1．關(guān)系式法當(dāng)已知物和未知物之間是靠多個反應(yīng)來聯(lián)系時，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”。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，根據(jù)化學(xué)方程式知：3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3。2．守恒法①質(zhì)量守恒宏觀特征：反應(yīng)前后元素的質(zhì)量守恒。微觀守恒：反應(yīng)前后各元素的原子個數(shù)守恒。②得失電子守恒氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。③電荷守恒ⅰ.電解質(zhì)溶液中，陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)等于陽離子所帶正電荷總數(shù)。ⅱ.離子方程式中，反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)相等且電性相同。3．差量法根據(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“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，解決一定量變的計算題。例如：把一鐵棒插入CuSO4溶液中，過一段時間取出，鐵棒質(zhì)量增加了4g，據(jù)此可求出參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量。Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuΔm(質(zhì)量增加)566464－56＝8m(Fe)＝28g4g4．方程組法一般方程組法用于解決兩種物質(zhì)的混合物計算，一般讀題時能找到兩個已知量時，均可以利用二元一次方程組進(jìn)行求算未知量。應(yīng)用體驗(yàn)1.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_2.8__g。解析：(1)根據(jù)化學(xué)方程式確定關(guān)系：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2CO2＋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)行計算CO～CaCO328100m(CO)10g則eq\f(28,m(CO))＝eq\f(100,10g)m(CO)＝2.8g。2．4.6g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量是_10.6__g。解析：鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過程中鈉的原子個數(shù)不變，可得關(guān)系式：2Na～Na2CO32×231064．6gm(Na2CO3)則eq\f(2×23,4.6g)＝eq\f(106,m(Na2CO3))m(Na2CO3)＝10.6g。3．用1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好將2×10－2mol的XOeq\o\al(－,4)還原，已知氧化產(chǎn)物為SOeq\o\al(2－,4)，則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價為_＋4__。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)物中的化合價為x，則有：1mol·L－1×0.03L×(6－4)＝2×10－2mol×(7－x)，解得：x＝＋4。4．某溶液中只含有Na＋、Al3＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)四種離子，已知前三種離子的個數(shù)比為321，則溶液中Al3＋和SOeq\o\al(2－,4)的個數(shù)比為_12__。5．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)。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。答案：(1)0.08mol(2)0.02mol0.01mol解析：(1)0.2L×5mol·L－1－0.2L×4.6mol·L－1＝0.08mol。(2)設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為x、y。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑26x3xFe＋2HCl=FeCl2＋H2↑12y2yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(27g·mol－1×x＋56g·mol－1×y＝1.1g,3x＋2y＝0.08mol))解得x＝0.02mol，y＝0.01mol。即n(Al)＝0.02mol，n(Fe)＝0.01mol。1．將1molNa和1molAl的混合物投入足量水中，產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(D)A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L解析：Na、Al混合物投入水中發(fā)生反應(yīng)有2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，n(H2)＝eq\f(1,2)n(Na)＋eq\f(3,2)n(Al)＝eq\f(1,2)×1mol＋eq\f(3,2)×1mol＝2mol，V(H2)＝2mol×22.4L·mol－1＝44.8L。2．將一定質(zhì)量的鋅片放入500mLCuSO4溶液中，二者恰好完全反應(yīng)，待充分反應(yīng)后取出鋅片，洗凈后稱量，發(fā)現(xiàn)鋅片比原來減輕了0.5g，則該CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為(B)A．0.5mol·L－1 B．1mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．2mol·L－1解析：設(shè)CuSO4的物質(zhì)的量為xmol，據(jù)反應(yīng)Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuΔm1mol1gxmol0.5g則有eq\f(1,x)＝eq\f(1,0.5)，解得x＝0.5mol，c(CuSO4)＝eq\f(0.5mol,0.5L)＝1mol·L－1。3．把6.5g鋅加入50g20%的稀硫酸中，求算生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積。(1)閱讀題目分析，在進(jìn)行本題的求算時，需要進(jìn)行過量分析嗎？(2)根據(jù)計算型題目的解題流程，求算生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積。答案：(1)見解析(2)2.24L解析：(1)此題將反應(yīng)中兩種反應(yīng)物的量都已給出，則應(yīng)先通過計算判斷兩種反應(yīng)物是否恰好完全反應(yīng)。如果不是恰好完全反應(yīng)，應(yīng)判斷哪種物質(zhì)有剩余，然后根據(jù)完全反應(yīng)的量來計算。(2)設(shè)6.5g鋅完全