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物质的量在化学方程式
计算中的应用
第三章 铁 金属材料
1.理解宏观到微观理解方程式计算中，其化学计量数代表的不同意义，明确在不同层次的运算中，都可以使用化学计量数
2.通过对物质的量在化学方程式中的应用，理解高中化学计算的基本概念，建立高中使用物质的量等概念进行方程式计算的基本模型
气体体积(L)
(标准状况)
物质的量
(mol)
物质所含有的粒子数
物质的质量(g)
物质的量浓度
(mol·L-1)
溶液中溶质质量分数
×22.4L·mol-1
÷22.4L·mol-1
×NA
÷NA
×M
÷M
×V(L)
÷V(L)
物质的量与各物理量的关系
c = mol/L
1000ρω
M
c浓·V浓= c稀·V稀
一、化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系
2CO　＋　O2 2CO2
化学计量数 2 __ __
扩大NA倍 2NA ___ ____
物质的量 2 mol _____ _____
质量 56 g _____ ____
标况下气体体积 44.8 L ______ ______
1
2
NA
2NA
1 mol
2 mol
32 g
88 g
22.4 L
44.8 L
结论：
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其_________之比，等于其__________之比。
(2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其_____之比。
粒子数目
物质的量
体积
【例题】250 ml 2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：
（1）参加反应的铁屑的物质的量；
（2）生成的H2的体积（标准状况）。
解：参加反应的H2SO4的物质的量为：2mol/L×0.25L=0.50 mol
（1）设参加反应的铁屑的物质的量为n(Fe)
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
1 1
n(Fe) 0.50 mol
n(Fe)=0.50 mol
（2）设生成H2的物质的量为V(H2)
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
1mol 22.4L
0.50 mol V(H2)
V(H2)=11.2L
答：参加反应的铁屑的物质的量为0.50 mol；生成H2的体积在标准状况下为11.2L。
二、物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
练：5.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况的体积是多少？
解：　
2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na［Al(OH)4］ ＋3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　 3
0.2 mol　　　　　　　　　　　 n(H2)
∴n(H2)＝0.3 mol
∴V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L
答：生成标准状况下氢气的体积是6.72 L。
设生成标准状况下氢气的物质的量为n(H2)
1.关系式法
已知物和未知物之间建立联系
已知
一定量的铁粉和9克硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集到9克水，则加入的铁粉质量为？
还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数
用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－2 mol的 还原，已知氧化产物为 ，则元素X在还原产物中的化合价为 。
＋4
氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，
则有：1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－2 mol×(7－x)，解得x＝＋4。
2.守恒法
根据化学反应中原子守恒、电荷守恒、电子守恒寻求关系
3.差量法
根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。
　把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4 g，参加反应的Fe的质量为 _。
28 g
解：　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　4 g
练：为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将W1样品加热，其质量变为W2 g，则该样品的纯度(质量分数)是
4.方程组法
一般方程组法用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量。
练：把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)。求：
(1)反应中消耗HCl的物质的量。
消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
解：　设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al　　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2　　　　　6
x　　 　　 3x
Fe　　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol。
即n(Al)＝0.02 mol；n(Fe)＝0.01 mol。
(1)有关化学方程式计算的等式关系
各物质的化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质构成粒子的粒子数之比＝相同条件下气体的体积之比。
(2)化学计算中常用方法
①守恒法(质量守恒、电荷守恒、电子守恒)
②差量法(质量差值法、体积差值法)
③关系式法(利用元素守恒建立关系式、利用方程式建立关系式、利用电子守恒建立关系式)
④方程组法(两个已知量求解混合物中两种物质的未知量)
1.完全溶解28.4g的碳酸铜和氢氧化铜的混合物，需要消耗1mol/L的盐酸500mL，若灼烧相同质量的上述混合物，得到氧化铜的质量为（　　）
A.40g B.30g C.20g D.16g
解析 根据题目计算出盐酸的物质的量为n(HCl)=1mol/L×0.5L=0.5mol，CuCO3和Cu(OH)2恰好与0.5mol HCl完全反应生成CuCl2、H2O和CO2气体，则n(CuCl2)=1/2n(HCl)=0.25mol，根据反应前后铜元素原子不变，则灼烧相同质量的上述混合物时，得到的CuO为0.25mol，m(CuO)=0.25mol×80g/mol=20g，因此选C。
C

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