物质的量在方程式计算应用(第2课时)

第三章 铁 金属材料

第二节 金属材料

第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用

教学目标与核心素养

宏观辨识与微观探析：理解化学方程式中计量数的宏观和微观意义及运用

证据推理与模型认知：建立使用物质的量相关物理量在方程式计算的基本模型 重点难点

物质的量与粒子数、气体体积、质量等物理量之间的关系

物质的量在化学方程式计算中的应用

教学过程

1.新课导入

【引入】在前面的学习中，我们学习了一个计量微观粒子的物理量—物质的量，我们一起回忆一下物质的量与其他物理量之间的关系。

2.新课讲授

【投影】

【学生】思考，并填空。

【教师】老师引导学生们由此图总结出物质的量与其他物理量之间的换算关系。

【过渡】化学作为一门理科，会涉及一些计算问题，初中我们学过利用化学方程式进行计算的方法。例如氢气和氧气反应生成水的反应。

【投影】

2222H +O 2H O 点燃

质量之比 4g : 32g : 36g

【讲述】在用化学方程式计算前，首先要把方程式配平， 配平后方程式中化学式前的计量数，使各元素质量守恒，另外还有一层意思，还可表示反应时各物质微粒个数关系。

【投影】

2222H +O 2H O

点燃

化学计量数之比 2 : 1 : 2

粒子数之比 2 : 1 : 2

【过渡】如果把各物质微粒数目同时扩大6.02×1023倍，关系依然成立。

【投影】 2222H +O 2H O 点燃

化学计量数之比 2 : 1 : 2

粒子数之比 2 : 1 : 2

扩大6.02×1023倍 2×6.02×1023 : 6.02×1023 : 2×6.02×1023

【过渡】根据物质的量与物质粒子数的关系n=

NA

N 可知，微粒个数比还等于物质的量之比。 【投影】 2222H +O 2H O 点燃

化学计量数之比 2 : 1 : 2

粒子数之比 2 : 1 : 2

扩大6.02×1023倍 2×6.02×1023 : 6.02×1023 : 2×6.02×1023

物质的量之比 2mol : 1mol : 2mol

【过渡】根据物质的量与其它物理量之间的关系，还可以知道物质质量与气体体积之间的关系

【投影】

2222H +O 2H O 点燃

化学计量数之比 2 : 1 : 2

粒子数之比 2 : 1 : 2

扩大6.02×1023倍 2×6.02×1023 : 6.02×1023 : 2×6.02×1023

物质的量之比 2mol : 1mol : 2mol

体积之比 2×Vm : Vm :

质量之比 4g : 32g : 36g

【例题】250mL 2mol/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H 2的体积（标准状况）

【讲解】（1）：计算出参加反应的H 2SO 4的物质的量：0.25L × 2mol/L = 0.50mol

反应方程式：Fe + H2SO4——FeSO4 + H2↑

1 1

n(Fe) 0.50mol

1 n(Fe)

1 0.50mol

n(Fe)= 0.50mol

答：参加反应的铁屑的物质的量为0.5mol。

【讲解】（2）：反应方程式：Fe + H2SO4——FeSO4 + H2↑

1mol 22.4L

0.50mol

1mol 22.4L

0.50mol V(H2)

V(H2) = 22.4L × 0.50mol ÷ 1mol = 11.2L

答：生成H2的的体积在标准状况下是11.2L。

【投影】物质的量在化学方程式计算中的应用解题步骤。

Step1：写出题目中涉及的反应方程式；

Step2：根据方程式各物质之间的化学计量数之比和已知信息（物质的量或体积或气体摩尔体积或质量等），列出求解未知量的方程式；

Step3：解出方程式，得到答案。

【练习】向500mlNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，试计算：

(1)Al的物质的量

(2)NaOH的溶液的物质的量浓度

(3)在标况下生成H2的体积

【小结】计量系数比=物质的量比

物质的量与其它物理量换算

【随堂巩固】

1.物质在发生化学反应时( )

A．它们的质量一定相等

B．它们的物质的量一定相等

C．它们的质量比等于化学方程式中化学计量数之比

D．它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比

2.实验室利用反应2KClO32KCl＋3O2↑制取氧气，今24.5 g KClO3参加反应，则得到标准状况下的氧气的体积是( )

A．2.24 L B．4.48 L C．44.8 L D．6.72 L

3.相同质量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应，所生成的氢气在标准状况下的体积之比为A．2∶3 B．1∶1 C．3∶4 D．24∶27

4.200 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与14.3 g Na2CO3·x H2O恰好完全反应生成CO2，则x为( ) A．5 B．6 C．9 D．10

5.将1 mol Na和1 mol Al的混合物投入足量水中，产生的气体在标准状况下的体积为( ) A．11.2 L B．22.4 L C．33.6 L D．44.8 L