物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用(新人教版必修第一冊(cè))(解析版)

3.2.2物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用考點(diǎn)精講考點(diǎn)1：物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的方法1.基本步驟2．物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中應(yīng)用的注意事項(xiàng)（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“上下一致，左右相當(dāng)”即可?！镜淅?.15g金屬鈉與水反應(yīng)，得到100mL溶液，試計(jì)算：（1）生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)____________________________________________________。（2）反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度_____________________________________________________?！窘馕觥縩(Na)＝eq\f(1.15g,23g·mol－1)＝0.05mol，設(shè)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為V，溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為c。2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2mol2mol22.4L0．05mol0.1L×cVV＝eq\f(22.4L×0.05mol,2mol)＝0.56L；c＝eq\f(2mol×0.05mol,2mol×0.1L)＝0.5mol·L－1?！敬鸢浮?1)0.56L(2)0.5mol·L－1【針對(duì)訓(xùn)練】1．0.56g氧化鈣恰好與20mL鹽酸反應(yīng)，則此鹽酸的物質(zhì)的量濃度是()A．0.10mol·L－1B．0.20mol·L－1C．0.50mol·L－1 D．1.00mol·L－1【解析】DCaO＋2HCl=CaCl2＋H2O56g2mol0.56gc(HCl)×20×10－3L則：eq\f(56g,0.56g)＝eq\f(2mol,cHCl×20×10－3L)，解得c(HCl)＝1.00mol·L－1。2．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()A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L【解析】D根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2 11mol 0.5mol2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2 31mol 1.5mol故Na、Al完全反應(yīng)生成2molH2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為44.8L?？键c(diǎn)2：化學(xué)計(jì)算中常用的方法差量法——化學(xué)方程式計(jì)算中的巧思妙解化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生變化時(shí)均可用差量法。解題的一般步驟為（1）準(zhǔn)確寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）深入細(xì)致地分析題意，關(guān)鍵在于有針對(duì)性地找出產(chǎn)生差量的“對(duì)象”及“理論差量”。該“理論差量”可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、壓強(qiáng)等，且該差量的大小與參加反應(yīng)的物質(zhì)的有關(guān)量成正比。（3）根據(jù)反應(yīng)方程式，從“實(shí)際差量”尋找比例關(guān)系，列比例式求解。2．關(guān)系式法——解答連續(xù)反應(yīng)類(lèi)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(lái)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(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)量的關(guān)系寫(xiě)出關(guān)系式。（2）根據(jù)原子守恒確定關(guān)系式。【針對(duì)訓(xùn)練】3．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.eq\f(84w2－53w1,31w1) B.eq\f(84w1－w2,31w1)C.eq\f(73w2－42w1,31w1) D.eq\f(115w2－84w,131w1)【解析】A由題意知(w1－w2)g應(yīng)為NaHCO3分解生成的CO2和H2O的質(zhì)量，設(shè)樣品中NaHCO3質(zhì)量為xg，由此可得到如下關(guān)系：2NaHCO3eq\o(=,\s\up26(△),\s\do9())Na2CO3＋CO2↑＋H2O2×84 62x w1－w2則x＝eq\f(84w1－w2,31)，故樣品純度為eq\f(mNa2CO3,m樣品)＝eq\f(w1－x,w1)＝eq\f(84w2－53w1,31w1)。4．將12gCO和CO2的混合氣體通過(guò)足量灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質(zhì)量為18g，求原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(列式計(jì)算)。【解析】解：設(shè)原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x。CuO＋COeq\o(=,\s\up26(△),\s\do9())Cu＋CO2氣體質(zhì)量增加(差量)284444－28＝1612xg18g－12g＝6geq\f(28,16)＝eq\f(12xg,6g)解得x＝0.875。答：原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.5%。5．已知Fe＋Seq\o(=,\s\up14(△))FeS，F(xiàn)eS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，2H2S＋3O2eq\o(=,\s\up14(點(diǎn)燃))2SO2＋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(guò)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．14gB．42gC．56gD．28g【解析】D根據(jù)各步反應(yīng)的定量關(guān)系，可列出關(guān)系式：Fe→FeS(鐵守恒)→H2S(硫守恒)→H2O(氫守恒)Fe→H2(化學(xué)方程式)→H2O(氫守恒)推出：Fe～H2O5618xg9g列豎式eq\f(56,x)＝eq\f(18,9)，x＝28，即加入的鐵粉為28g。6．硫黃制硫酸時(shí)發(fā)生的反應(yīng)有S＋O2eq\o(=,\s\up11(點(diǎn)燃),\s\do4())SO2、2SO2＋O2eq\o(,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4。由硫黃制取硫酸的關(guān)系式是______________________________。假設(shè)64g硫黃完全反應(yīng)，可制取硫酸的質(zhì)量是________?！窘馕觥繐?jù)題給化學(xué)方程式(或根據(jù)硫原子守恒)可得關(guān)系式：S～H2SO4。制取硫酸的質(zhì)量為eq\f(64g,32g·mol－1)×98g·mol－1＝196g。【答案】S～H2SO4196g考點(diǎn)達(dá)標(biāo)1．把一小塊鈉放入足量水中，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。有關(guān)該反應(yīng)的下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)中Na與NaOH的質(zhì)量相等B．反應(yīng)中H2O和H2的質(zhì)量相等C．反應(yīng)中H2O和H2的質(zhì)量之比為2∶1D．反應(yīng)中Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶1【解析】D該反應(yīng)中，Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶1，質(zhì)量之比為23∶40，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；H2O與H2的物質(zhì)的量之比為2∶1，質(zhì)量之比為18∶1，所以B項(xiàng)、C項(xiàng)均錯(cuò)誤。2．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，3.25g鋅與足量的鹽酸反應(yīng)生成xL氫氣。下列比例式正確的是()A．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol1mol3.25gxLB．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g1L3.25gxLC．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol22.4L0.05molxLD．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑65g1mol3.25gxL【解析】CA項(xiàng)，上下單位不同，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，左右物理量不對(duì)應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，上下單位不同，錯(cuò)誤。3．在500mLNaOH溶液中加入足量鋁粉，反應(yīng)完全后共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體33.6L。該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為()A．1.0mol·L－1 B．2.0mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．3.0mol·L－1【解析】B2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol67.2Ln(NaOH)33.6Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×33.6L,67.2L)＝1mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2.0mol·L－1。4．將鋁投入一定量的NaOH溶液中，充分反應(yīng)后，有2mol的電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，則參加反應(yīng)的鋁的物質(zhì)的量為()A．eq\f(1,3)mol B．1molC．2mol D．eq\f(2,3)mol【解析】D將鋁投入一定量的NaOH溶液中，發(fā)生2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，由反應(yīng)可知，2molAl反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，則有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，參加反應(yīng)的Al的物質(zhì)的量為2mol×2÷6＝2/3mol。5．用質(zhì)量為2.7g的鋁箔包住2.3g金屬鈉，用針在鋁箔上扎一些小孔，放入水中，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，反應(yīng)完全后，收集到的氣體是()A．0.2molH2 B．0.05molH2C．0.075molH2 D．0.15molH2【解析】An(Na)＝n(Al)＝0.1mol，根據(jù)方程式：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑0.1mol0.05mol2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑0.1mol0.15mol故n(H2)＝0.05mol＋0.15mol＝0.2mol。6．0.3mol氯氣和足量的金屬M(fèi)反應(yīng)，生成0.2molMCln，則n等于()A．1B．2C．3D．4【解析】C根據(jù)氯原子守恒，可知0.3molCl2和0.2molMCln均含0.6molCl。7．如圖是某學(xué)校實(shí)驗(yàn)室從化學(xué)試劑商店買(mǎi)回來(lái)的氫氧化鈉試劑標(biāo)簽上的部分內(nèi)容。某同學(xué)從該試劑瓶中取出24.0g固體，配成1L溶液，請(qǐng)計(jì)算：eq\x(\a\al(氫氧化鈉化學(xué)純CP,500g,品名：氫氧化鈉,化學(xué)式：NaOH,相對(duì)分子質(zhì)量：40))（1）所得氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______。（2）從所得氫氧化鈉溶液中取出200mL于一燒杯中，投入足量的金屬鋁，完全反應(yīng)后，產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)_______?！窘馕觥?1)n(NaOH)＝eq\f(mNaOH,MNaOH)＝eq\f(24.0g,40g·mol－1)＝0.6mol，c(NaOH)＝eq\f(nNaOH,V[NaOHaq])＝eq\f(0.6mol,1L)＝0.6mol·L－1。(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol22.4L×30.6mol·L－1×0.2LVV＝eq\f(0.6mol·L－1×0.2L×22.4L×3,2mol)＝4.032L?！敬鸢浮?1)0.6mol·L－1(2)4.032L【鞏固提升】8．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()A．11.2L B．22.4LC．33.6L D．44.8L【解析】D根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算：2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑211mol0.5mol2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑231mol1.5mol故Na、Al完全反應(yīng)生成2molH2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為44.8L。9．(易錯(cuò)題)將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，溶液中Fe3＋和Fe2＋的濃度相等。則已反應(yīng)的Fe3＋和未反應(yīng)的Fe3＋的物質(zhì)的量之比是()A．2∶3 B．3∶2C．1∶2 D．1∶1【解析】A設(shè)參加反應(yīng)的Fe3＋物質(zhì)的量為x，未參加反應(yīng)的Fe3＋物質(zhì)的量為y，由反應(yīng)方程式：2FeCl3＋Fe=3FeCl2可知，生成的Fe2＋的物質(zhì)的量＝eq\f(3x,2)，即未參加反應(yīng)的Fe3＋的物質(zhì)的量y＝eq\f(3x,2)，x∶y＝x∶eq\f(3x,2)＝2∶3。10．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)。三組實(shí)驗(yàn)各取30mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁混合物粉末，產(chǎn)生氣體，有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)甲乙丙混合物質(zhì)量/mg255385459生成氣體/mL280336336(1)甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中，哪一組鹽酸是不足量的？______(填“甲”或“乙”)。理由是_____________________________。(2)要算出鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度，題中可作計(jì)算依據(jù)的數(shù)據(jù)是________，求得鹽酸中HCl的物質(zhì)的