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第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用
【学习目标】 1.知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系,并根据关系进行相关计算。能多角度、动态地根据化学方程式分析化学变化。(变化观念与平衡思想) 2.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算,并建立计算模型,会根据模型进行计算和论证。(证据推理与模型认知)
学习任务一　探究物质的量在化学方程式计算中的应用
【新知导学】
一、物质的量与其他物理量之间的关系
【思考】物质的量与其他物理量之间的计算公式
(1)已知物质的质量m(B),n(B)=________。
提示:。
(2)已知标准状况时的气体体积V[B(g)],n(B)=________。
提示:。
(3)已知物质的粒子数N(B),n(B)=__________。
提示:。
(4)已知溶液中溶质的物质的量浓度c(B),n(B)=__________。
提示:c(B)·V液。
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
　　 [结论]化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的粒子个数之比,也等于各物质的物质的量之比。
[推论]在同温同压下,气态物质的分子数之比=物质的量之比=体积之比。因此,对于有气体参与的反应,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于体积之比。
三、物质的量应用于化学方程式计算中的步骤
250 mL 2 mol·L-1的硫酸与足量的铁屑完全反应。请计算生成H2的体积(标准状况)。
参加反应的H2SO4的物质的量:
n(H2SO4)=cV液 =2 mol·L-1×0.25 L=0.5 mol
解法一:
设生成标准状况下H2的物质的量是n(H2)
解法二:
若我们直接设生成标准状况下H2的体积是V(H2)
=
V(H2)==11.2 L
答:生成H2的体积在标准状况下是11.2 L。
【思考】(1)根据上述两种解题方法,在上述计算中,同一物质的物理量及单位是否相同
提示:是。同一物质的物理量及单位必须相同。
(2)不同物质之间物理量及单位是否相同 各物理量之间有什么关系
提示:不一定。不同物质之间物理量及单位可以不同,各物理量之间均能通过物质的量来相互转换。
【总结升华】
1.化学方程式计算中的等式关系
(1)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。
(2)对于有气体参与的反应,各气体的化学计量数之比等于体积之比。
2.物质的量在化学方程式计算中的解题步骤
【即学即练】
1.易错辨析
(1)根据化学方程式计算时,已知物理量与被求物理量的单位必须一致。 (×)
提示:不一定,只要满足“上下一致,左右相当”即可。
(2)化学反应前后质量是守恒的,那么物质的量也肯定守恒。 (×)
提示:化学反应前后元素质量守恒,但因化学方程式前后化学计量数的关系,物质的量不存在守恒关系。
(3)化学方程式中各物质的化学计量数之比一定等于同温同压下各物质的体积之比。 (×)
提示:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于同温同压下各气体的体积之比。
2.等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应,则在相同的条件下,产生氢气的体积比是 (　　)
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3
【解析】选B。根据反应的化学方程式Fe+2HCl===FeCl2+H2↑、3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2可知,1 mol Fe与盐酸完全反应生成1 mol H2,与水蒸气完全反应生成 mol H2,故相同条件下,产生H2的体积比是3∶4。
3.如图是某学校实验室从化学试剂商店,买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体,配成1 L溶液,请计算:
氢氧化钠　化学纯(CP)
500 g
品名:氢氧化钠
化学式:NaOH
相对分子质量:40
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________________mol·L-1。
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于一烧杯中,投入足量的金属铝,完全反应后,产生的气体在标准状况下的体积为__________L。
【解析】(1)n(NaOH)===0.6 mol,c(NaOH)===
0.6 mol·L-1。
(2)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2 mol 22.4 L×3
0.6 mol·L-1×0.2 L V
V==4.032 L。
答案:(1)0.6　(2)4.032
【解题有招】
解答物质的量应用于化学方程式计算的思维流程
学习任务二　探究化学计算中常用的方法
【必备知识】
一、关系式法
根据化学方程式确定关系式:
首先要写出化学方程式,然后要找出方程式变化中的“中间量”,通过“中间量”找出“已知量”与“未知量”之间的物质的量的关系,如由硫黄制取H2SO4的三步反应:
S+O2SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4。
反应中已知量与未知量之间的关系:
已知量——中间量——中间量——未知量
S ~ SO2 ~ SO3 ~ H2SO4
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
即S~H2SO4。
二、守恒法
1.质量守恒法:宏观特征:反应前后质量守恒;微观特征:反应前后各元素的原子个数守恒。
2.电荷守恒法:溶液中阴、阳离子个数不一定相等,但正负电荷总数相等。离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相同且电性相同。
3.得失电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。
三、差量法
例题:已知实验前铁丝的质量为56 g,待铁丝上生成铜树,小心取出铁丝并干燥后,称量其质量为60 g,计算出生成的铜的质量。
解法:(1)请找出Fe与CuSO4反应时,固体质量增加与生成的铜之间的数量关系。
提示:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4　(Δm)
56 g 64 g　 64 g-56 g=8 g
　 m(Cu)　 60 g-56 g=4 g
(2)请计算出生成的铜的质量。
提示:=,m(Cu)=32 g。
【即学即练】
1.4.6 g钠在空气中久置,最终得到Na2CO3的质量是 (　　)
A.5.3 g B.10.6 g
C.8.4 g D.4.2 g
【解析】选B。钠在空气中最终转化为Na2CO3的过程中钠的原子个数不变,可得关系式:
2Na　　~　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
则=,解得m(Na2CO3)=10.6 g。
2.(2026·武汉高一月考)差量法是化学计算中的一种常用方法。现有48.6 g Na2CO3和NaHCO3的混合物,置于试管中加热到质量不再变化时,得到42.4 g固体。则原混合物中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为 (　　)
A.3∶2 B.2∶1
C.2∶3 D.1∶2
【解析】选C。设NaHCO3的质量为x,则根据化学方程式可知:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　Δm
168 106　 62
x (48.6-42.4) g=6.2 g
x==16.8 g
混合物中碳酸钠的质量是48.6 g-16.8 g=31.8 g,所以原混合物中NaHCO3与Na2CO3的物质的量之比为∶=2∶3,故C正确。
3.把5.1 g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中,得到5.6 L H2(标准状况)。分别计算铝的物质的量与镁的质量(列出化学反应方程式、比例式进行计算)__________。
【解析】设镁的物质的量为x,铝的物质的量为y。
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
1 1
x n1(H2)
=
n1(H2)=x
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2 3
y n2(H2)
=
n2(H2)=y
得x=0.1 mol,y=0.1 mol;
n(Al)=0.1 mol,m(Mg)=0.1 mol×24 g·mol-1=2.4 g。
答案:n(Al)=0.1 mol、m(Mg)=2.4 g
【解题有招】
运用方程组法解答化学计算题
由两个已知量求解混合物中两种物质的未知量,列二元一次方程组。
课堂检测效果诊断
1.关于化学反应:mM+nN===pP+qQ(M、N、P、Q表示物质的化学式,m、n、p、q为化学方程式中的化学计量数),下列说法中不正确的是 (　　)
A.如果质量为a的M与质量为b的N恰好完全反应,则生成的P和Q的质量之和一定等于(a+b)
B.参加反应的M和N中的原子数之和一定等于生成的P和Q的原子数之和
C.(m+n)不一定等于(p+q)
D.M和N中的元素种类,不一定等于P和Q中的元素种类
【解析】选D。化学反应中的守恒既包括质量守恒,也包括元素种类守恒、原子个数守恒,所以D项说法错误。
2.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气,下列比例式正确的是 (　　)
A.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x L
D.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
【解析】选C。化学方程式计算时,已知物理量和待求物理量要保证“上下单位相同,左右相对应”。
3.(2026· 清远高一检测)向100 mL 12 mol·L-1浓盐酸中加入足量的MnO2并加热,使它们充分反应,生成的Cl2在标准状况下的体积 (　　)
A.在6.72 L和13.44 L之间
B.等于6.72 L
C.小于6.72 L
D.大于6.72 L
【解析】选C。根据MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O,100 mL 12 mol·L-1浓盐酸若完全反应,产生的氯气为0.3 mol。但随反应的进行,盐酸浓度越来越小,当盐酸变稀后,就不再反应,所以1.2 mol盐酸不能完全反应,产生的氯气小于
0.3 mol,即小于6.72 L。
4.铝、钠混合物投入足量的水中,充分反应后,得到澄清溶液,并收集到4.48 L H2(标准状况),若钠的物质的量为0.1 mol,则铝的物质的量为 (　　)
A.0.2 mol B.0.1 mol
C.0.05 mol D.0.025 mol
【解析】选B。0.1 mol Na产生H2的物质的量为0.05 mol,生成0.1 mol NaOH,而反应共释放H2为4.48 L/22.4 L·mol-1=0.2 mol,因此Al与NaOH反应放出
0.15 mol H2,设铝的物质的量为x,则
2Al　　~　　3H2
2 3
x 0.15 mol
x=0.1 mol。(共47张PPT)
第2课时　物质的量在化学方程式计算中的应用
【学习目标】
1.知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系,并根据关系进行相关计算。能多角度、动态地根据化学方程式分析化学变化。(变化观念与平衡思想)
2.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算,并建立计算模型,会根据模型进行计算和论证。(证据推理与模型认知)
01
学习任务一　探究物质的量在化学方程式计算中的应用
【新知导学】
一、物质的量与其他物理量之间的关系
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
[结论]化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的_________之比,也等于各物质的_________之比。
[推论]在同温同压下,气态物质的分子数之比=物质的量之比=体积之比。因此,对于有气体参与的反应,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于_____之比。
粒子个数
物质的量
体积
三、物质的量应用于化学方程式计算中的步骤
250 mL 2 mol·L-1的硫酸与足量的铁屑完全反应。请计算生成H2的体积(标准状况)。
参加反应的H2SO4的物质的量:
n(H2SO4)=cV液 =2 mol·L-1×0.25 L=0.5 mol
解法一:
设生成标准状况下H2的物质的量是n(H2)
【思考】(1)根据上述两种解题方法,在上述计算中,同一物质的物理量及单位是否相同
提示:是。同一物质的物理量及单位必须相同。
(2)不同物质之间物理量及单位是否相同 各物理量之间有什么关系
提示:不一定。不同物质之间物理量及单位可以不同,各物理量之间均能通过物质的量来相互转换。
【总结升华】
1.化学方程式计算中的等式关系
(1)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。
(2)对于有气体参与的反应 , 各气体的化学计量数之比等于体积之比。
2.物质的量在化学方程式计算中的解题步骤
【即学即练】
1.易错辨析
(1)根据化学方程式计算时,已知物理量与被求物理量的单位必须一致。
( )
提示:不一定,只要满足“上下一致,左右相当”即可。
(2)化学反应前后质量是守恒的,那么物质的量也肯定守恒。( )
提示:化学反应前后元素质量守恒,但因化学方程式前后化学计量数的关系,物质的量不存在守恒关系。
×
×
(3)化学方程式中各物质的化学计量数之比一定等于同温同压下各物质的体积之比。 ( )
提示:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于同温同压下各气体的体积之比。
×
√
3.如图是某学校实验室从化学试剂商店,买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0 g固体,配成1 L溶液,请计算:
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
________________mol·L-1。
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200 mL于
一烧杯中,投入足量的金属铝,完全反应后,
产生的气体在标准状况下的体积为_____L。
【解题有招】
解答物质的量应用于化学方程式计算的思维流程
02
学习任务二　探究化学计算中常用的方法
【必备知识】
一、关系式法
反应中已知量与未知量之间的关系:
已知量——中间量——中间量——未知量
S ~ SO2 ~ SO3 ~ H2SO4
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
即S~H2SO4。
二、守恒法
1.质量守恒法:宏观特征:反应前后质量守恒;微观特征:反应前后各元素的原子个数守恒。
2.电荷守恒法:溶液中阴、阳离子个数不一定相等,但正负电荷总数相等。离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相同且电性相同。
3.得失电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。
三、差量法
例题:已知实验前铁丝的质量为56 g,待铁丝上生成铜树,小心取出铁丝并干燥后,称量其质量为60 g,计算出生成的铜的质量。
解法:(1)请找出Fe与CuSO4反应时,固体质量增加与生成的铜之间的数量关系。
提示:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4　(Δm)
56 g 64 g　 64 g-56 g=8 g
　 m(Cu)　 60 g-56 g=4 g
【即学即练】
1.4.6 g钠在空气中久置,最终得到Na2CO3的质量是(　　)
A.5.3 g B.10.6 g
C.8.4 g D.4.2 g
√
2.(2026·武汉高一月考)差量法是化学计算中的一种常用方法。现有48.6 g Na2CO3和NaHCO3的混合物,置于试管中加热到质量不再变化时,得到42.4 g固体。则原混合物中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比为 (　　)
A.3∶2 B.2∶1
C.2∶3 D.1∶2
√
3.把5.1 g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中,得到5.6 L H2(标准状况)。分别计算铝的物质的量与镁的质量(列出化学反应方程式、比例式进行计算)__________。
得x=0.1 mol,y=0.1 mol;
n(Al)=0.1 mol,m(Mg)=0.1 mol×24 g·mol-1=2.4 g。
答案:n(Al)=0.1 mol、m(Mg)=2.4 g
【解题有招】
运用方程组法解答化学计算题
由两个已知量求解混合物中两种物质的未知量,列二元一次方程组。
03
课堂检测 效果诊断
1.关于化学反应:mM+nN===pP+qQ(M、N、P、Q表示物质的化学式,m、n、p、q为化学方程式中的化学计量数),下列说法中不正确的是 (　　)
A.如果质量为a的M与质量为b的N恰好完全反应,则生成的P和Q的质量之和一定等于(a+b)
B.参加反应的M和N中的原子数之和一定等于生成的P和Q的原子数之和
C.(m+n)不一定等于(p+q)
D.M和N中的元素种类,不一定等于P和Q中的元素种类
√
【解析】选D。化学反应中的守恒既包括质量守恒,也包括元素种类守恒、原子个数守恒,所以D项说法错误。
2.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气,下列比例式正确的是 (　　)
A.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g x L
B.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x L
D.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
√
【解析】选C。化学方程式计算时,已知物理量和待求物理量要保证“上下单位相同,左右相对应”。
3.(2026· 清远高一检测)向100 mL 12 mol·L-1浓盐酸中加入足量的MnO2并加热,使它们充分反应,生成的Cl2在标准状况下的体积 (　　)
A.在6.72 L和13.44 L之间
B.等于6.72 L
C.小于6.72 L
D.大于6.72 L
√
【解析】选C。根据MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O,100 mL 12 mol·L-1浓盐酸若完全反应,产生的氯气为0.3 mol。但随反应的进行,盐酸浓度越来越小,当盐酸变稀后,就不再反应,所以1.2 mol盐酸不能完全反应,产生的氯气小于0.3 mol,即小于6.72 L。
4.铝、钠混合物投入足量的水中,充分反应后,得到澄清溶液,并收集到4.48 L H2(标准状况),若钠的物质的量为0.1 mol,则铝的物质的量为 (　　)
A.0.2 mol B.0.1 mol
C.0.05 mol D.0.025 mol
√
【解析】选B。0.1 mol Na产生H2的物质的量为0.05 mol,生成0.1 mol NaOH,而反应共释放H2为4.48 L/22.4 L·mol-1=0.2 mol,因此Al与NaOH反应放出0.15 mol H2,设铝的物质的量为x,则
2Al　　~　　3H2
2 3
x 0.15 mol
x=0.1 mol。

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