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§4—3物质的量在化学方程式计算中的应用—2
教学目标
1．使学生掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式。
2．使学生加深对物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念的理解，及对化学反应规律的认识。
3．培养学生综合运用知识的能力和综合计算的能力。
教学重点
物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。
教学难点
物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。
教学方法
启发、引导、讲解、练习。
教学用具
投影仪
教学过程
[引入课题]本节课我们继续来学习物质的量应用于化学方程式的计算。
[板书]第三节物质的量在化学方程式计算中的应用(二)
[师]请大家根据上节课所学内容，做以下练习：
[投影]400mL某浓度的NaOH溶液恰好与5．8LCl2(标准状况)完全反应，计算：
(1)生成NaClO的物质的量。
(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度。
[学生活动，教师把例题在黑板上写出，然后巡视指导]
[板书]例1：用8．7g MnO2与100g36．5％的浓盐酸反应，消耗盐酸的物质的量是多少 产生Cl2 在标况下的体积是多少 未参加反应的HCl的质量是多少
[师]以下是练习题的解法及步骤，供同学们参考。
解：2NaOH + Cl2 ＝NaCl + NaClO + H2O
2mol 22．4L 1mol
c(NaOH)×0．4L 5．8L n(NaClO)
(1)n(NaClO) =
(2)c(NaOH) =
答：(1)生成的NaClO的物质的量是0．26mol。
(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度是1．3 mol·L—1。
[过渡]刚才的练习题的已知条件是两种反应物恰好完全反应，故计算时可直接利用所给反应物的量进行计算，若两种反应物的量都已给出，但却不知它们是否恰好完全反应，这时，计算时应以哪一种反应物为标准呢 这就要涉及到过量计算。
现在，请大家看黑板上的例1。
[学生看题]
[讲解]在化学反应中，反应物之间是按化学反应方程式所确定的质量比或物质的量比进行反应的。如果某一反应中两种反应物的量都已给出，此时存在两种可能，一种是两种反应物恰好完全反应；二是两种反应物不是恰好完全反应，而是一种反应物过量。这时就应首先确定哪种反应物的量是过量的，然后根据不足量的物质，即完全反应的物质的物质的量进行有关计算。下面，我们就按以上思路来解答该题。
[讲解并板书]
解：MnO2 的摩尔质量是87 g·mol—1，HCl的摩尔质量是36．5 g·mol—1。
MnO2 + 4HCl(浓) ? MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
1mol 4mol 22．4L
V(Cl2 )
因为：4×0．1< 1×1
所以，反应物HCl过量。应根据MnO2的物质的量0．1mol计算。
消耗HCl为：n1(HCl)＝
剩余HCl为：n2(HCl) = 1mol — 0．4mol＝0．6mol。
剩余HCl的质量为：
m(HCl) = n2(HCl)·M(HCl) = 0．6mol×36．5 g·mol—1 = 21．9g。
V(Cl2 ) =
答：消耗HCl 0．4mol，产生Cl2 2．24L，未参加反应的HCl为21．9g。
[师]现在，请大家做以下练习。
[投影练习] 将0．65g锌加到50mL 1 mol·L—1盐酸中，计算：
(1)标准状况下，生成H2的体积。
(2)若反应完成后，溶液体积仍为50mL，这时溶液中的Zn2+和H+的物质的量浓度是多少
[分析]溶液中的Zn2+来自反应生成物ZnCl2 ，H+应是反应后剩余的HCl电离出的。因
此，求c(Zn2+)与c(H+)应先求出c(ZnCl2 )及反应后的c(HCl)。
[学生练习，教师指导]
[师]以上练习题的思路及参考步骤如下：
解： Zn + 2HCl ＝ ZnCl2 + H2↑
1mol 2mol 1mol 22．4L
0.05L×1 mol·L—1
= 0.01mol = 0.05mol 0.05L×c(ZnCl2) V(H2 )
经分析，HCl过量，应按不过量的Zn的物质的量来进行计算。
反应消耗的HCl为：
n1(HCl) =
剩余HCl为：
n2(HCl)＝0．05L×1 mol·L—1 — 0．02mol = 0．03mol
剩余HCl的浓度：
c(HCl) =
c(H+) = c(HCl) = 0．6 mol·L—1
V(H2 ) =
c(ZnCl2 ) =
c(Zn2+) = c(ZnCl2 ) = 0．2 mol·L—1
答：(1)标准状况下，生成H2 0．224L。
(2)反应后溶液中Zn2+与H+的物质的量浓度分别为0．2 mol·L—1和0．6 mol·L—1。
[师]请大家再看以下例题；
[投影]例2：根据反应：KClO3 +6HCl == KCl + 3Cl2 ↑ +3H2O ，在标准状况下，若有2．822L Cl2 生成，则被氧化的HCl是………………………………………………(AC )
A．0．21mol B．0．25mol C．7．67g D．9．13g
[学生思考]
[分析]本题根据化学方程式，考查氧化还原反应的有关知识。在氧化还原反应中，反应前后，同种元素的化合价改变不能交错，故KClO3 中的Cl在反应时由+5价转化为0价，生成Cl2，6mol HCl中有5mol被氧化，共失5mol电子转化为0价，生成Cl2，还有1mol HCl转化为KCl，这样生成3mol Cl2，只有5mol HCl被氧化，故被氧化的HCl与生成Cl2的关系为；
[草板书] 5HCl ～ 3Cl2
5mol 3×22．4L
n( HCl) 2.822L
n(HCl) =
m(HCl)＝n(HCl)·M(HCl) = 0．21mol×36．5 g·mol—1 = 7．67g。
[师]下面，请大家做以下练习。
[投影]在反应CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2↑中，下列叙述正确的是………( BD )
A．H2 只是氧化产物 B．此反应中氧化产物和还原产物物质的量之比为1∶1
C．CaH2是氢元素既被氧化又被还原 D．H2O 是氧化剂
[学生活动]
[解析]本题考查氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物以及它们的量的关系等知识。从化学反应方程式中可看出，CaH2中的H为—1价，在反应中—1价的H被氧化成H2 ，H2O 中H为+1价，在反应中被还原成H2，因此H2O为氧化剂，氧化产物和还原产物均为H2，它们的物质的量之比为1∶1。
[本节小结]
综合以上计算可知，物质的量应用于化学方程式的计算时，须注意以下几点
首先，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，这是进行各项计算的最根本依据；其次，计算时要注意物质的量与其他各物理量(如质量，气体体积、浓度等)之间的关系；另外，存在过量问题时，要根据不过量的物理量来进行计算。
[作业]
习题二、2、5、7三、3
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