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人教版2019必修第一册
第三章 铁 金属材料
第2节 金属材料 第二课时
1. 了解新型合金的类型和用途，感受化学在生产生活中的用途。
2. 能结合物质的量在化学方程式计算中的应用，掌握物质的量在化学方程式计算中的应用，进一步体会守恒思想。
3. 能从物质的量角度认识物质的组成及化学变化，能运用物质的量与其他物质的量之间的换算关系进行相关的计算。
学习目标
本节重难点
从物质的量角度认识物质的组成及化学变化
本节重点
本节难点
新型合金的类型和用途；
从物质的量角度认识物质的组成及化学变化。
情境导入
H2是一种易燃易爆的气体，要利用H2，关键要解决H2的安全储存和运输问题。
氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题。
制取
储存
情境导入
一般情况下，H2采用气态和液态储存，如在更高压下把H2压入钢瓶，但运送笨重的钢瓶既不方便也不安全。
储氢合金解决了这个问题。
储氢合金
储氢合金
储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。具有使用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率块。
储氢合金
储氢合金
金属氢化物
常温、常压吸收H2
升温或减压
释放H2
新型合金
新型储氢合金材料的研究和开发为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。
新型合金包括钛合金、耐热合金和形状记忆合金等，已广泛应用于航空航天等领域。
归纳小结
合金名称 主要性质 主要用途
钛合金 熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好等 广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等
耐热 合金 高温下具有高的抗氧化性、抗蠕变性与持久强度 主要应用于航空、舰艇、火箭等
形状记 忆合金 在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前的原始形状 在航空航天领域、临床医疗领域等有着广泛的应用，如宇宙飞船的天线、人造骨骼、心脏修补器、手术缝合线等
练习应用
1. 下列说法正确的是 (　　)
A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金
B．不锈钢是最常见的新型合金
C．新型合金主要应用于航天航空、生物工程等领域
D．碳纤维复合材料属于新型合金材料
C
练习应用
2.用于飞机制造的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小，质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1 kg，因耗油减少，一年可获利2000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是 (　　)
A．Mg Al合金 B．黄铜(Cu Zn合金)
C．Na K合金 D．生铁(Fe C合金)
A
化学方程式　 　 　2Na　＋ 2H2O　=== 2NaOH　 ＋ H2↑
质量之比： 46g ： 36g ： 80g ： 2g
化学计量数之比： 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
物质粒子数之比： 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
扩大6.02×1023倍：2× 6.02×1023 ∶ 2× 6.02×1023 ∶ 2× 6.02×1023 ∶ 1× 6.02×1023
物质的量之比： 2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol
粒子之间的数目关系
以Na与H2O的反应为例：
微观视角
宏观视角
粒子之间的数目关系
从上述化学反应中粒子之间的数目关系可以看出什么？
化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比
任意物质的粒子（构成粒子，下同）数目之比等于__________之比。
同一种物质任意状态的粒子数目之比等于___________之比。
化学方程式中，____________之比 = 各物质的物质的量之比 = 各物质粒子数目之比。
化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系
物质的量
物质的量
化学计量数
规律小结
规律小结
写
标
列
解
答
写出相关的化学方程式
在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物质的量的关系，并代入已知量和未知量
列出比例式
根据比例式求解
简明地写出答案
1. 物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤
审题
2. 物质的量在化学方程式计算中的应用题的解题思维流程
找出已知量、代求量
写出有关的化学方程式
列出比例式、求解
验算
将已知量、未知量写在对应物质下边
物质的量之比 = 化学计量数之比
微粒数之比 = 化学计量数之比
质量守恒定律
应用
找关系
设未知数
[典例]　将2.3 g钠投入到97.8 g水中，反应完毕后，得到100 mL溶液，求：
(1)产生的氢气在标准状况下的体积为________。
(2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为________。
(3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
(4)在K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋3Cl2↑＋7H2O＋2CrCl3的反应中，有0.3 mol电子转移时生成Cl2的体积为________(标准状况)，被氧化的HCl的物质的量为________。
钠与水发生什么反应？
[典例]　将2.3 g钠投入到97.8 g水中，反应完毕后，得到100 mL溶液，求：
(1)产生的氢气在标准状况下的体积为________。
V(H2)= n(H2) × Vm
(1) 2Na＋2H2O===2NaOH　＋　H2↑
2 1
0.1 mol n(H2)
V(H2)＝22.4 L × 0.05 mol = 1.12 L
2 1
0.1mol n(H2)
=
n(H2)= 0.05 mol
2.3 g Na的物质的量为n＝＝ ＝0.1 mol
[典例]　将2.3 g钠投入到97.8 g水中，反应完毕后，得到100 mL溶液，求：
(2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为________。
m(NaOH)＝n·M＝0.1 mol×40 g/mol＝4 g
(2) 2Na＋2H2O===2NaOH　＋　H2↑
2 2
0.1 mol n(NaOH)
2 1
0.1mol n(NaOH)
=
n(NaOH)＝0.1 mol
w(NaOH)＝ ×100%＝4%
c＝ ＝ ＝1 mol/L
[典例]　将2.3 g钠投入到97.8 g水中，反应完毕后，得到100 mL溶液，求：
(3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
(2) 2Na＋2H2O===2NaOH　＋　H2↑
2 2
0.1 mol n(NaOH)
2 1
0.1mol n(NaOH)
=
n(NaOH)＝0.1 mol
[典例]　将2.3 g钠投入到97.8 g水中，反应完毕后，得到100 mL溶液，求：
(4)在K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋3Cl2↑＋7H2O＋2CrCl3的反应中，有0.3 mol电子转移时生成Cl2的体积为________(标准状况)，被氧化的HCl的物质的量为________。
(4) 2e- 　～　2Cl－→ Cl2
2 1
0.3 mol 0.15 mol
则生成氯气的物质的量为0.15 mol
体积为0.15 mol×22.4 L/mol＝3.36 L
～ 2HCl
被氧化的HCl为0.3 mol
2
0.3 mol
巩固训练
1．1.15 g金属钠与水反应，得到100 mL溶液，试计算：
(1)生成的气体在标准状况下的体积。
(2)反应后所得溶液的物质的量浓度。
解析：设生成标准状况下气体的体积为V，物质的量浓度为c。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2×23 g　　　 2 mol　　22.4 L
1．15 g　　　 0.1 L×c　 V
V＝＝0.56 L，
c＝ ＝0.5 mol/L。
巩固训练
2．把6.5 g Zn投入足量稀盐酸中，锌完全反应。计算：
(1)6.5 g Zn的物质的量。
(2)参加反应的HCl的物质的量。
(3)生成H2在标准状况下的体积。
解析：(1)n(Zn)＝＝0.1 mol
(2)Zn　＋　2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 2
0.1 mol n(HCl)
＝
n(HCl)＝ ＝0.2 mol
巩固训练
2．把6.5 g Zn投入足量稀盐酸中，锌完全反应。计算：
(1)6.5 g Zn的物质的量。
(2)参加反应的HCl的物质的量。
(3)生成H2在标准状况下的体积。
(3)Zn＋2HCl === ZnCl2＋H2↑
2 mol 22.4 L
0.2 mol V(H2)
=
∴ V(H2) = 2.24 L
3.某化学实验室准备用一定量的Fe与足量的1 mol/L的H2SO4溶液反应来制取H2。若要制得2.24 L H2(标况)，试计算
（1）参加反应的H2SO4的物质的量。
（2）参加反应的Fe的质量。(相对原子质量Fe:56)
(1)【解】Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
根据题意：n(H2)=2.24 L÷22.4 L/mol=0.1 mol
1 1 1
n(Fe) n(H2SO4) 0.1 mol
根据比例可得
n(H2SO4) =n(Fe)=n(H2)=0.1 mol
(2) m(Fe)=n(Fe)×M(Fe)=0.1 mol×56 g/mol=5.6 g
n(H2SO4)=0.1 mol
金属材料
新型合金
① 储氢合金材料可以用于以 H2为燃料的汽车。
② 钛合金可以用于制造耐压球。
③ 由镍、铁、碳、钴组成的镍钴合金可以用于制造发动机叶片，它能承受1100℃的高温。
物质的量在化学方程式计算中的应用
Step1：写出题目中涉及的反应方程式；
Step2：根据方程式各物质之间的化学计量数之比和已知信息（物质的量或体积或气体摩尔体积或质量等），列出求解未知量的方程式；
Step3：解出方程式，得到答案
下节课见！

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