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物质的量在化学方程式计算中的应用
物质的量在化学方程式计算中的应用
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
课堂导入
【计算公式】 写出物质的量相关的计算公式？
①已知物质的质量:
②已知标准状况时的气体体积:
③已知物质的粒子数:
④已知溶液中的物质的量浓度:
n(B)=
n(B)=;
n(B)=;
n(B)=c(B)·V[B(aq)]
课堂导入
结论：物质的量是联系各物理量的桥梁，可以简便的进行各量之间的换算。
物质的量n
物质质量m
微粒数N
物质的量浓度CB
标况下气体体积V
X NA
÷ NA
X M
÷ M
X V
÷ V
X 22.4L/mol
÷22.4L/mol
新知讲解
物质的量在化学方程式计算中的应用
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2
2
2
1
化学计量数之比
∶
∶
∶
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
2mol
2mol
2mol
1mol
∶
∶
∶
化学计量数之比，等于各物质的粒子数之比，
也等于各物质的物质的量之比
新知讲解
n之比 = 化学计量数之比 = m之比（同一物质）
= V之比（同T同P）
=
m
M
n =
N
NA
为定值，约等于6.02×1023
mol-1
物质确定则为定值，数值上等于该物质的相对原子(分子)质量
=
V
Vm
对于气体，
同T同P下为定值
随堂练习
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)物质在发生化学反应时,它们的质量不一定相等,但物质的量一定相等。(　　)
(2)物质在发生化学反应时,它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比。(　　)
(3)物质在发生化学反应时,它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比。(　　)
(4)化学方程式4Na+O2═2Na2O可表示4molNa与1molO2反应生成2molNa2O。(　　)
(5)根据方程式Mg+2H+═Mg2++H2↑，可知1g镁与足量氢离子反应可生成1mol氢气。(　　)
(6)化学反应前后质量和物质的量均守恒。(　　)
×
×
×
×
√
√
新知讲解
1 1
n(Fe) 0.5 mol
n(H2SO4)=cV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol
反应方程式：Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
1 n(Fe)
1 0.5 mol n(Fe)=0.5 mol
=
例1 250 mL 2 mol/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H2的体积（标准状况）。
计算出参加反应的H2SO4的物质的量：
解题步骤
写方程式
落系数
成比例
算结果
新知讲解
例1 250 mL 2 mol/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H2的体积（标准状况）。
解题步骤
写方程式
落系数
成比例
算结果
n(H2)= 0.5 mol
1 1
0.5 mol n(H2)
1 0.5 mol
1 n(H2)
=
V(H2)= n(H2) × Vm
= 0.5 mol×22.4 L/mol
=11.2 L
(2) Fe + H2SO4—FeSO4 + H2↑
新知讲解
【基本步骤】
第一步：转—将已知的物理量转化为物质的量；
第二步：写—写出相关的化学方程式；
第三步：标—在有关物质的化学式下面标出已知量何未知量（未知量可用相应物理量符合表示）；
第四步：列—列出比例式；
第五步：解—根据比例式求解。
新知讲解
(1)关系式法：
当已知物和未知物之间是靠多个反应联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”就可求解未知量。例如，把CO还原Fe2O3生成的CO2通入到足量澄清石灰水中，求生成沉淀的量，发生反应的化学方程式为：
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O
得关系式：3CO－3CO2－3CaCO3即CO－CaCO3利用两者之间的质量关系或物质的量关系进行求解。
化学方程式计算中常用的方法
新知讲解
例2 相同条件下，Na、Mg、Al分别与足量的稀硫酸反应制取氢气，生成H2的体积相同，则Na、Mg、Al 的物质的量之比为（ ）
n相同
2Na~H2
Mg（Fe、Zn）~H2
2Al ~ 3H2
6：3：2
变式 标准状况下，Na、Mg、Al分别与足量的稀硫酸反应制取氢气，均生成22.4LH2，则Na、Mg、Al 的质量分别为（ ）
46g、24g、18g
方法1：关系式法
新知讲解
（2）守恒法：
守恒关系有：质量守恒、电子得失守恒、电荷守恒。
①质量守恒即反应前后元素的质量守恒或反应前后元素的原子个数守恒。
②电子得失守恒：氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
③电荷守恒：电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数。
（3）差量法：
差量法是依据化学反应前后的质量或体积差，与反应物或生成物的变化量成正比而建立比例关系的一种解题方法。将已知差量（实际差量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例，然后根据比例式求解。
新知讲解
例3 把5.1g镁铝合金的粉末放过量的盐酸中，得到5.6LH2(标准状况)。试计算:
(1)该合金中铝的质量分数;
(2)该合金中铝和镁的物质的量之比。
(1)设镁、铝的物质的量分别为x,y.
n(H2)=5.6L ÷ 22.4L/mol =0.25mol
24x + 27y = 5.1g
2x + 3y = 0.25mol × 2
x=0.1mol y=0.1mol
(2) 0.1mol : 0.1mol = 1:1
新知讲解
例4 把1.0 mo/ CuS04,溶液和1.0 mo/L Fe2(S04)3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和).再向其中加人足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。求此时溶液中Fe2+的物质的量浓度。
设：1.0 mo/ CuS04,溶液和1.0 mo/L Fe2(S04)3溶液各取1L，则它们的物质的量均为1mol
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
1mol 1mol
1mol 3mol
Fe + Fe2(SO4)3 = 3FeSO4
可得2L混合溶液有4molFeSO4
所以c(Fe2+)=4mol ÷ 2L = 2.0mol/L
新知讲解
变式 将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是？
n(HCl)=0.1L ×1 mol·L-1 = 0.1mol
n(HCl)=0.1mol 所以钠、镁、铝与盐酸反正都只生成0.05mol H2
而 2 Na + 2H2O =2NaOH + H2↑
2 1
0.2mol 0.1 mol
钠、镁、铝产生气体体积比为0.15mol : 0.05mol : 0.05mol=3:1:1
新知讲解
解:设原溶液中CuCl2和FeCl3的物质的量分别为x、y。
Cu2++Fe═Fe2++Cu　Δm(质量增大) 2Fe3++Fe══3Fe2+　Δm(质量减小)
1 mol (64 g-56 g)=8 g 2 mol 56 g
x 8x y 28y
例5 将足量铁粉加入一定浓度的氯化铁和氯化铜的混合溶液中,充分反应后,剩余固体的质量与加入铁粉的质量相同,求原溶液中氯化铜和氯化铁的物质的量之比。
反应前后固体质量相等得:8x=28y,解得x∶y=28∶8=7∶2。
新知讲解
变式 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
则 = ，m(Fe)＝28 g
56 g　　8 g
m(Fe)　 4 g
新知讲解
例6 在120℃时，将12.4gCO2和H2O(g)的混合气体缓缓通入足量的Na2O2固体中，充分反应后，固体的质量增加了6g。请计算：
（1）产生O2的质量。
（2）求混合气体中CO2在标况下的体积
(1)m(O2)=12.4g-6g=6.4g n(O2)= 6.4g ÷32g/mol=0.2mol
设：混合物中CO2和H2O(g）物质的量分别为x 和y
2Na2O2 + 2CO2 =2Na2CO3 + O2
x mol 0.5x mol
2Na2O2 + 2H20 = 4NaOH + O2↑
y mol 0.5y mol
0.5x + 0.5y = 0.2mol
44x + 18y = 12.4g
x=0.2mol y=0.2mol
m(co2)=0.2mol ×44g/mol=8.8g
新知讲解
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。
　0.56 L
　0.5 mol·L－1
变式：
设生成标准状况下气体的体积为V，反应后所得溶液的物质的量浓度为c。
2Na　＋　2H2O===2NaOH　＋　H2↑
2×23 g　　　　　　2 mol　　　22.4 L
1.15 g　　　　　　0.1 L×c　　 V
归纳总结
(1)书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。
(3)如果已知两种反应物的量，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。
有关物质的量的计算中的“三个规范”

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