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第二节 铁 金属材料
第2课时 物质的量在化学方程式
计算中的应用
人教版必修第一册
物质的量与各物理量的关系
=
V
Vm
=
m
M
n =
N
NA
= cB V
质量(m)
物质的量(n)
粒子数(N)
×摩尔质量(M)
÷摩尔质量(M)
÷阿伏加德罗常数(NA)
×阿伏加德罗常数(NA)
气体体积(V)
×气体摩尔体积(Vm)
÷气体摩尔体积(Vm)
标况 22.4 L/mol
ρ气＝
＝
×溶液体积(Vaq)
÷溶液体积(Vaq)
物质的量浓度(cB)
质量分数(ω)
÷
×
ω＝ ×100%
c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)
c1V1＋c2V2＝c(混)V(混)
cB= (：g·cm 3)
见量化摩
任务一 应用化学方程式计算的基本步骤
2H2 + O2 2H2O
宏观视角
化学计量数： 2 ： 1 ： 2
分子数： 2 ： 1 ： 2
物质的量之比： 2 mol ： 1 mol ： 2 mol
扩大6.02×1023倍： 2×6.02×1023 ： 6.02×1023 : 2×6.02×1023
化学方程式各物质的化学计量数之比等于物质的量之比。
结论：
质量之比： 4 g ： 32 g ： 36 g
微观视角
任务一 应用化学方程式计算的基本步骤
例: 250 mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。
(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 )。
(1)参加反应的H2SO4的物质的量为:0.25L× 2mol/L=0.5mol
(2) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
1mol 1mol
0.50mol n(H2)
n（H2）=0.5mol
标况下，V(H2) = n(H2)·Vm
=0.5mol×22.4L/mol
=11.2L
解法一：先求出n(H2),再求V(H2)。
1mol 1mol
0.50mol n(H2)
——— = ———
1mo1
0.50mol
(2)Fe + H2SO4 =FeSO4+H2↑
22.4L
V(H2)
解法二：
直接求解V(H2)。
n(Fe) =0.50mol
n(H2) =0.50mol
1mol
n(Fe) mol
左右相当(质量/气体体积/物质的量)上下单位(物理量)一致
任务一 应用化学方程式计算的基本步骤
解题思路
找准关系式
列比例关系
求出未知量
转物质的量
写化学方程式
标计量数关系
列已知未知
比例关系求解
将已知的物理量转化为物质的量；
写出相关的化学方程式；
在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量；
列出比例式；
根据比例式求解。
任务一 应用化学方程式计算的基本步骤
练习:把6.5gZn放入足量的盐酸中，Zn完全反应。计算：
(2)参加反应的HCl的物质的量；
(1)6.5gZn的物质的量；
(3)生成H2的体积（标准状况）。
解：（1）Zn的摩尔质量是65g/mol，
n(Zn) =
6.5g
65g/mol
= 0.1mol
（2）Zn + 2HCl =ZnCl2+H2↑
1mol
0.1mol n(HCl)
2mol
n(HCl)=
0.1mol X 2mol
1mol
=0.2mol
V(H2)
22.4L
（3）V(H2) =
0.1mol X 22.4L
1mol
=2.24L
任务二 化学计算中的常用方法
1. 关系式法
例：一定量的铁粉和9 g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，共收集得9 g水，求加入的铁粉质量。
解：根据反应化学方程式Fe＋S FeS ， FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，
2H2S＋3O2 2SO2＋2H2O，可得关系式： Fe～H2S～H2O
56g 18g
x 9 g
列比例式解得 x＝28g
小结：当已知量和未知量之间是靠多
个反应来联系时，只需直接确定已知
量和未知量之间的比例关系，即“关
系式”,这种比例关系通常可从化学方
程式或化学式中得到。
任务二 化学计算中的常用方法
2. 守恒法——质量守恒（原子守恒）、电荷守恒、电子守恒
例：4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。
解:钠在空气中最终转化为Na2CO3的过程中钠的原子个数不变（原子守恒），可得关系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
任务二 化学计算中的常用方法
2. 守恒法——质量守恒（原子守恒）、电荷守恒、电子守恒
例：用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－2 mol的
XO4— 还原，已知氧化产物为 SO42- ，求元素X在还原产物中的化合价。
解：氧化还原反应中得失电子总数相等（电子守恒），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)，x＝＋4。
任务二 化学计算中的常用方法
2. 守恒法——质量守恒（原子守恒）、电荷守恒、电子守恒
例：在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中，Al3＋的物质的量浓度为0.2 mol·L－1,
SO42－为0.4 mol·L－1，求溶液中Na＋的物质的量浓度。
解：在任何一个溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷
总数（电荷守恒），则有
3c(Al3＋)＋c(Na＋)＝2c(SO42－);c(Na＋)＝0.2 mol·L－1。
小结：守恒法——质量守恒（原子守恒）、电子守恒、电荷守恒：在化学反应中，遵循质量守恒（原子守恒）；在氧化还原反应中，还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数（电子守恒）；在电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数＝阴离子所带负电荷总数（电荷守恒）。
任务二 化学计算中的常用方法
3. 差量法——质量差、体积差
例：把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4 g，求参加反应的Fe的质量。
解：　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　 Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　 4 g
小结：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Δm、物质的量差Δn、气体体积差等ΔV，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。
任务二 化学计算中的常用方法
4. 方程组法——两个已知量求解混合物中两种物质的未知量
小结：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。
例：把5.1g 镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6LH2（标准状况）。计算该合金中铝和镁的物质的量之比。
解：设合金中镁的物质的量为x，铝的物质的量为y。
M(Mg)= 24 g/mol
M(Al)= 27g/mol
x·24 g/mol +y·24g/mol= 5.1g
Mg +2HCl=MgCl 2 + H2↑
2Al +6HCl=2AlCl 3 +3H2↑
n(H2)=5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol
x +1.5y = 0.25mol
解得：x＝y＝0.1mol
n(Al):n(Mg)=1:1
课堂练习
练习：在标准状况下，CO和CO2的混合气体共 6.72 L，质量为 12 g，则CO的物质的量是多少？
练习：把1.0mol/LCuSO4溶液和1.0mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合（假设混合溶液的体积等于混合前两溶液的之和），再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间，铁粉有剩余。求此时溶液中Fe2+的物质的量浓度？

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