高一化学人教必修1第3章第1节《金属的化学性质》3-1-3(完整版)

则2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
2
0．4 mol n
则0.42mol＝n2，n＝0.4 mol
c(NaOH)＝00.4.5mLol＝0.8 mol/L
(3)设生成标准状况下的H2体积是V。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol
3×22.4 L
●细品教材 1．基本原理 物质是由原子、分子或离子等粒子构成的，物质之间的 化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程 式可以明确地表示出化学反应中这些粒子之间的数目关系。 这些粒子之间的数目关系，也就是化学计量数的关系。如：
从这个例子可以看出，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。因此，将物质的量(n)、 摩尔质量(M)、摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)等概念应用于 化学方程式进行计算时，对于定量研究化学反应中各物质之 间的量的关系，会更加方便。
铝的质量分数＝51.04 gg×100%＝54%。
(2)n(NaAlO2)＝2×0.33 mol＝0.2 mol c(NaAlO2)＝Vn＝00.2.1mLol＝2 mol/L。
化学计算中三种常用的方法 ●思维导图
●细品教材 1．关系式法 当已知物和未知物之间是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”。 如：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清的石灰水中， 求生成沉淀的量，根据化学方程式知： 3CO～3CO2～3CaCO3即CO～CaCO3
0．4 mol
V
所以V＝0.4
mol×3×22.4 2 mol
L＝13.44
L
【答案】 (1)0.4 mol (2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol。NaOH溶液物 质的量浓度是0.8 mol/L (3)标准状况下生成H2的体积为13.44 L
●活学巧练 1．若0.6 g NaOH恰好与40 mL盐酸完全中和，则该盐酸 中HCl的物质的量浓度为多少？
(3)如果两种反应物的量都是已知的，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计 算。
温馨提示：解题过程中注意： (1)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)设未知数可直接用各物理量的符号表示，且要注意物 质(或粒子)的符号。如设参加反应的盐酸溶液的体积为 V[HCl(aq)]。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Δm(质量增加)
56
64 64－56＝8
m(Fe)＝28 g
4g
●典例剖析 【例3】 (2013·试题调研)Na2CO3、NaHCO3的混合物与 100 mL 3 mol·L－1的盐酸恰好反应，产生4.48 L(标准状况)能 使澄清石灰水变浑浊的气体，请计算混合物中Na2CO3的物质 的量(用守恒法计算)。
【例2】 (2013·经典习题选萃)向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。 (2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量溶 度。 (3)生成标准状况下H2的体枳。
【解析】 根据物质的量，摩尔质量和质量之间的等式
关系，n(mol)＝
【答案】 0.375 mol·L－1
【点拨】 解题流程：
2．(2013·经典习题选萃)10 g Mg、Al合金与足量100 mL NaOH液反应产生H2的体积为6.72 L(标准状况下)，求：
(1)合金中Al的质量分数； (2)生成物NaAlO2的物质的量浓度(假设溶液体积不变)。
【答案】 (1)54% (2)2 mol/L
3．差量法 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。该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是 借助这种比例关系，解决一定量变的计算题。
例如，把一铁棒插入CuSO4溶液后，过一段时间取出，
铁棒质量增加了4 g，据此可求出参加反应的Fe的质量。
2
1
扩大NA倍
2NA 2NA
物质的量之比 2mol 2mol
2NA 2mol
NA 1mol
结论：化学方程式中化学计量数之比等 □1 ________也 等于□2 ______________，对于有气体参加的反应还等于□3
_________________________。
2．物质的量在化学方程式计算中的应用
●典例剖析 【例1】 (2013·试题调研)将11.5 g金属钠投入88.5 g水 中，反应完毕后(水的蒸发量忽略不计)，所生成溶液中溶质的 质量分数(w)是多少？
【解析】 由题意知水过量。
解法1 设生成NaOH的质量为x，生成H2的质量为y。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2×23
2×40 2【点拨】 n(2)＝VVHm2＝226.4.7L2/Lmol＝0.3 mol 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
2
3
n(Al)
n(NaAlO2) 0.3 mol
(1)n(Al)＝2×0.33 mol＝0.2 mol
m(Al)＝0.2 mol×27 g·mol－1＝5.4 g
11．5 g
x
y
x＝11.25×g×2380＝20 g，y＝2×2×112.53 g＝0.5 g
w(NaOH)＝88.5
20 g g＋11.5
g－0.5
g×100%＝20.1%
解法2 设生成的NaOH质量为x，消耗水的质量为y。
2Na ＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑ 2×23 2×18 2×40
提示：不一定，只要满足“上下单位相同，左右单位相 对应”即可。
2．化学反应遵循质量守恒，是否物质的量也守恒呢？
提示：不是，化学反应前后质量是守恒的，但物质的量 之比等于化学计量数之比，所以反应后物质的量可能不变， 也可能减小，也可能增大。
新思维·名师讲堂
物质的量在化学方程式计算中的应用 ●思维导图
第三章 金属及其化合物
第三章
第一节 金属的化学性质(共3课时)
第一节
第3课时 物质的量在化学方程式计 算中的应用
新情境·激趣入题
在初中时同学们就已经知道化学反应中各反应物和生成 物之间符合一定的关系，通过第一章的学习，我们又知道了 构成物质的粒子数与物质的质量之间可用物质的量作桥梁联 系起来，既然化学反应中各物质的质量之间符合一定的关 系，那么，化学反应中构成各物质的粒子数之间，物质的量 之间又遵循什么关系呢？物质的量在化学方程式计算中有何 应用呢？
2．基本规律 任意物质，微粒数目之比等于物质的量之比，即 N(A):N(B)＝n(A) :n(B)。 在同温同压下，气态物质的微粒数目之比等于物质的量 之比，等于体积之比，即： N(A) :N(B)＝n(A) :n(B)＝V(A) :V(B)。
同一种任意状态的物质，微粒数目之比等于物质的量之
比，等于质量之比，即N1(A)
新知识·预习探究
●学习目标 1．掌握物质的量与其他物理量的换算关系。 2．掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。 3．了解化学计算中的常用方法。
●新知预习
1．化学方程式中化学计量数与化学计量间的关系
质量之比
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
46 g 36 g
80 g 2 g
计量数之比
22
(1)设：设所求物质的□4 ________为n(B)[或质量为
m(B)，或气体标准状况下的体积为V(B)等]。
(2)写：写出有关的□5
_____________________________________________。
(3)标：在化学方程式有关物质的化学式下面标出□6 ________和 □7 ________的有关物理量的关系，再代入已知
5．根据化学方程式计算的一般步骤
例如：2Na ＋ 2H2O===2NaOH ＋ H2↑
2×23 g 2 mol 2 mol
22.4 L
m(Na) n(H2O) n(NaOH) V(H2) 则有2×23 g＝ 2 mol ＝ 2 mol ＝22.4 L
mNa nH2O nNaOH VH2
6．根据化学方程式进行计算应注意的问题 (1)化学方程式所表示的是纯净物之间的量的关系，因此 不纯物质必须换算成纯物质再进行计算。 (2)如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如 果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计 算。
:N2(A)＝n1(A)
:n2(A)＝
m1(A) :m2(A)。
同一种气态物质，在同温、同压下，微粒数目之比等于
物质的量之比，等于体积之比，即N1(A) :N2(A)＝n1(A) :n2(A) ＝V1(A) :V2(A)。
3．化学计算的一般步骤 进行化学计算，一般按以下三步进行： 第一步：认真审题，根据题意书写正确的化学方程式。 第二步：深入分析题意，充分认清已知条件和未知问 题，运用概念分析和列化学方程式找出已知条件和未知问题 之间的联系，设计出正确的解题思路。
第三步：规范解题，具体完成该题的计算，应该做到解 题要有根据，解法正确，书写工整，计算结果准确，要有明 确的回答以及必要的分析和讨论。
在上述三个解题步骤中，设计解题思路最为重要。
4．物质的量用于化学计算的基本方法 物质的量用于化学计算的基本方法是：首先把已知物的 物理量转化为物质的量；其次根据化学方程式或关系式，根 据已知物的物质的量求出未知物的物质的量；最后把未知物 的物质的量转化为未知物的所求物理量。当熟练掌握了物质 的量运算的技能技巧时，上述计算还可以进一步简化。
11．5 g y
x
x＝11.25×g×2380＝20 g，y＝362××112.35 g＝9 g
反应后溶剂的质量88.5 g－9 g＝79.5 g。
w(NaOH)＝20
20 g g＋79.5
g×100%＝20.1
%。
解法3 设生成NaOH的质量为x，溶液增加的质量为y。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ Δm
量和未知量。
(4)列：列出□8 ________的数学表达式。
(5)算：计算答案。 (6)答：简明地写出答案。
参考答案：
□1 各物质的物质的量之比
□2 各物质的粒子数之比
□3 气体体积之比 □4 物质的量 □5 化学方程式 □6 已
知 □7 未知 □8 含有未知量
●自主探究 1．根据化学方程式计算时，已知物理量与被求的物理量 是否必须一致？
mg Mg·mol－1
，能求出Al的物质的量。由反应的
化学方程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)Al的摩尔质量是27 g·mol－1，
n(Al)＝271g0·.m8 ogl－1＝0.4 mol。
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。
【解析】 设Na2CO3的物质的量为x，NaHCO3的物质的 量为y。反应产生的CO2的物质的量为22.44.L48·mLol－1＝0.2 mol， 所以根据碳原子守恒可知，x＋y＝0.2 mol；又因为恰好反 应，说明反应后溶液中溶质为NaCl，根据钠离子、氯离子守 恒可知，2x＋y＝0.3 mol，联立上述两式可得：x＝y＝0.1 mol，即混合物中Na2CO3的物质的量为0.1 mol。
2×23
2×40
44
11．5 g
x
y
x＝11.25×g×2380＝20 g，y＝44×2×442.35 g＝11 g
w(NaOH)＝88.52g0＋g11 g×100%＝20.1%
答：生成溶液中NaOH的质量分数为20.1%。
【点拨】 金属钠与水反应，溶液中的溶质是生成的 NaOH，溶剂由于参与反应消耗掉一部分，容易被忽视。反应 产生的H2从溶液中逸出，也容易被忽视造成错解。
2．守恒法 在化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守 恒、电荷守恒。 (1)质量守恒 ①宏观特征：反应前后元素的质量守恒； ②微观特征：反应前后元素的原子个数守恒。
(2)得失电子守恒 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 ①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； ②离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电 荷总数相等且电性相同。