2020-2021学年高中人教版化学必修一课件-物质的量在化学方程式计算中的应用2

(2)若两份铝粉在反应时,消耗等物质的量的HCl和NaOH,
则生成的氢气在同温同压下的体积比为多少?
提示:可设消耗HCl和NaOH的物质的量都为n mol,根据
反应方程式可得与n mol HCl反应生成 n
2
mol H2,与
n mol NaOH反应生成 3n
2
mol H2,故生成H2的体积之
比为 n ∶ 3n =1∶3。
A.氢氧化钠溶液
B.稀硫酸
C.盐酸
D.氨水
【解析】选A。铝与NaOH溶液反应时,由产物NaAlO2中 铝元素与钠元素的含量可知铝与NaOH的物质的量之比 为1∶1;铝与稀硫酸反应时,由产物Al2(SO4)3中铝元素 与硫元素的含量可知铝与H2SO4的物质的量之比为2∶3; 铝与盐酸反应时,由产物AlCl3中铝元素与氯元素的含 量可知铝与HCl的物质的量之比为1∶3;铝与氨水不发 生反应。
====NaCl+CO2↑+H2O,故均为1 g的碳酸钠消耗HCl的
物质的量是 1 mol×2= 1 mol,产生二氧化碳气体
106
53
的物质的量是 1 mol;而1 g的碳酸氢钠消耗HCl的物
质的量是
1
53
mol,产生二氧化碳气体的物质的量是
84
1 mol,故混有碳酸氢钠时,盐酸过量,产生二氧化碳气
2 = 2 ,n=0.4 mol,
0.4 mol n
c(NaOH)= 0.4 mol =0.8 mol·L-1。
0.5 L
(3)设生成标准状况下H2的体积是V,
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2 mol
3×22.4 L
0.4 mol
V
V= 0.4 mol3 22.4 L =13.44 L。
【做一做】 (1)49 g H2SO4中含有_2_ mol氧原子。能与_1_ mol NaOH恰好完全反应,生成水的质量是_1_8_ g。
(2)将4 g NaOH溶解在10 mL水中,再稀释成1 L,从中取
出10 mL,这10 mL溶液的物质的量浓度为 _0_._1__m_o_l_·__L_-_1 。
则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3
2.守恒法:
守恒关系 质量守恒 电子守恒
特征 宏观:反应前后元素的质量守恒 微观:反应前后原子的个数守恒 氧化还原反应中,得失电子守恒
电荷守恒
电解质溶液中,阳离子所带的正电荷总数 等于阴离子所带的负电荷总数
离子方程式中,反应物所带的电荷总数等 于生成物所带的电荷总数,且电性相同
【延伸探究】若是13.7 g Na2CO3和NaHCO3混合物恰好 与200 mL 0.75 mol·L-1盐酸完全反应生成二氧化碳。
(1) 若原Na2CO3固体中混有NaHCO3,与足量盐酸反应,则 产生的二氧化碳气体的物质的量如何变化?
提示:碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式是NaHCO3+HCl
22
2.(2019·曲阜高一检测)将质量为100 g的铁棒插入1 L
0.5 mol·L-1的CuSO4溶液中,足够长的时间后,铁棒的质 量将变为( )
A.102 g
B.106 g
C.104 g
D.110 g
【解析】选C。根据题目中的数据可知,铁过量,而 CuSO4不足,CuSO4完全反应,当生成0.5 mol Cu时,固体 的质量增加4 g,所以铁棒的质量变为104 g,所以答案 选C。
1 mol
1 mol
0.05 mol
xL
D.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
65 g
22.4 L
3.25 g
xL
【解析】选D。比例式应注意单位要“上下一致,左右 相当”。
4.5.3 g Na2CO3恰好与20 mL盐酸完全反应生成二氧化 碳。 (1)这种盐酸的物质的量浓度为________。 (2)产生的CO2在标准状况下的体积是________L。
则Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O
1 mol 2 mol
1 mol
0.05 mol n(HCl)
n(CO2)
所以n(HCl)=0.05 mol×2=0.1 mol,n(CO2)=0.05 mol,
故盐酸的物质的量浓度为0.1 mol÷0.02 L=5 mol·L-1,
生成二氧化碳在标准状况下的体积为0.05 mol× 22.4 L·mol-1=1.12 L。 答案:(1)5 mol·L-1 (2)1.12
M
式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量,则能求 出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。
(1)n(Al)= 10.8 g =0.4 mol。
27 g mol1
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n,
则2Al + 2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2
2
0.4 mol n
【解题指南】解答本题应注意以下3点: (1)正确书写反应的化学方程式。 (2)化学方程式中各物质的物质的量之比等于其化学计 量数之比。 (3)熟练写出物质的量与物质的量浓度和标准状况下气 体体积的计算公式。
【解析】
5.3
g
Na2CO3的物质的量为
5.3 g 106 g mol1
=
0.05 mol,
第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
一、物质的量与各物理量之间的关系
计算公式: (1)N_=_n_·__N__A。 (2)_m_=_n_·__M_。 (3)_V_=_n_·__V_m(_V_m_=_2_2_._4__L_·__m_o_l_-_1)___。
(4)_c_=_Vn__(_V_为__溶__液__体__积__)___。
【探究总结】 1.有关物质的量的计算中的“三个规范”: (1)书写规范: 各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各 不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N” 表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范。 ①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质 (或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为 V[HCl(aq)]。
体积(相同条件下)之比
2∶1∶2
质量之比
56 g ∶ 32 g ∶ 88 g
2.根据化学方程式计算时,已知物理量与被求物理量是 否必须一致? 提示:不一定。只要满足“上下单位相同,左右相对应” 即可。
3.在标准状况下,将1.12 L氢气与2.24 L氯气混合使其
充分反应,生成的HCl气体在标准状况下的体积是多少? 提示:根据反应H2+Cl2=点=燃==2HCl可知,H2与Cl2按等体积 参加反应,故Cl2过量,不能全部反应,而H2全部参加反 应,故生成的HCl在标准状况下体积应为2.24 L。
84
体少了。
(2)若是10 g碳酸钠与该盐酸反应,产生的二氧化碳气 体的物质的量如何变化? 提示:因题中5.3 g碳酸钠恰好与该盐酸反应,故10 g是 碳酸钠时,碳酸钠过量,产生的二氧化碳气体取决于盐 酸,故气体的物质的量不变。
【补偿训练】
1.足量下列物质与等质量的铝反应,放出氢气且消耗溶
质物质的量最少的是 ( )
2 mol
答案:(1)0.4 mol (2)0.4 mol 0.8 mol·L-1
(3)13.44 L
2.质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀硫酸和NaOH溶
液反应,则产生H2的体积比是( )
A.1∶2
B.1∶3
C.2∶3
D.3∶2
【解析】选C。由化学方程式2Al+3H2SO4====Al2(SO4)3 +3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑可知,两反 应中均2 mol Al生成3 mol H2,因此,产生H2的体积比 为2∶3。也可由得失电子数判断,由+1价氢变成0价氢 气是得到电子,H2的体积与得到电子数成正比,与失去 电子数成正比,即与Al的质量成正比。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号 表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH 溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)] ×M(NaOH)。
(3)单位规范: 把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统 一。
2.物质的量在化学方程式计算中的基本步骤:
探究:物质的量在化学方程式中的应用 【问题探究】 1.试根据反应2CO+O2=点=燃==2CO2中的化学计量数之比推 导出各物质的分子个数之比、物质的量之比、体积之 比和质量之比。
提示:
化学计量数之比 分子个数之比
2CO+O2
点燃
====
2CO2
2 ∶1∶ 2
2∶1∶2
物质的量之比
2 mol∶1 mol∶2 mol
【拓展提升】化学计算中的常用方法 1.关系式法:当已知物和未知物之间靠多个反应来联系 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”。
例如,把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清的石灰水
中,求生成沉淀的量。
发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O3
△
====
2Fe+3CO2
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
3.向足量的500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰 好完全反应后,计算: (1)Al的物质的量为________。 (2)参加反应的NaOH的物质的量为________;溶液的物 质的量浓度为________。 (3)生成标准状况下H2的体积为________。
【解析】根据物质的量、摩尔质量和质量之间的等式 关系n= m ,能求出Al的物质的量。由反应的化学方程
3.(2019·临沂高一检测)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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.25 g
xL
B.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
65 g
1L
3.25 g
xL
C.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
【解析】选A。铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程 式分别为2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑, 2Al+2NaOH+ 2H2O ====2NaAlO2+3H2↑,因为盐酸和烧碱都是足量的, 铝粉将全部参加反应,当生成等体积气体时消耗铝的 量相同。
【延伸探究】(1)在本题中,消耗的HCl和NaOH的物质的 量之比是多少? 提示:根据铝与盐酸、烧碱溶液反应的化学方程式可知, 当生成等体积气体时消耗HCl、NaOH的物质的量之比为 3∶1。
3.差量法: (1)理解: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“理论差量”,如反应前后的质量、物 质的量、气体体积等。
(2)方法:根据题意确定理论差量,结合题目实际差量, 列出比例式,求出答案。
如Fe+CuSO4====Cu+FeSO4 固体质量增加
56 g
64 g
64 g-56 g=8 g
3.物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项: (1)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,而非质量之比。 (2)计算时,各种物质不一定都用物质的量表示,也可以 用质量表示,气态物质还可以用体积表示,但要注意物 质的量与其他各物理量之间的换算关系;只要做到“上 下一致,左右相当”即可。
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式 化学计量数之比
2H2 + O2 =点=燃== 2H2O 2∶1∶ 2
物质微粒数之比
2∶1∶ 2
扩大NA倍之后 物质的量之比
2NA ∶ NA ∶
2NA
__2 mol ∶ __1 mol ∶ _2_ mol
化学方程式中化学计量数之比=各物质的_物__质__的__量__之 比=各物质_微__粒__数__目__之比。
x
mg
则 56 g = x x=7m g。
8g mg
【探究训练】
1.称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入
足量的烧碱溶液。若同温同压下放出相同体积的气体,
则两份铝粉的质量比为 ( )
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.3∶1
【解题指南】解答本题需要注意以下两点: (1)铝与盐酸、烧碱溶液反应的原理。 (2)生成H2的量与消耗Al的量之间的关系。