1、第 頁第2課時物質的量在化學方程式計算中的應用核心素養發展目標1.能從物質的量的角度認識物質的組成及化學變化，能運用物質的量與其他物理量之間的換算關系進行有關計算。2.能結合物質的量在化學方程式計算中的應用，進一步體會守恒思想，強化宏觀辨識與微觀探析能力。一、物質的量在化學方程式計算中的應用1化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系 2COO2eq o(=,sup7(點燃) 2CO2化學計量數 2 1 2擴大NA倍 2NA NA 2NA 物質的量 2 mol 1 mol 2 mol質量 56 g 32 g 88 g標況下氣體體積 44.8 L 22.4 L 44.8 L結論：(1)化學方程式中

2、各物質的化學計量數之比等于其粒子數目之比，等于其物質的量之比。(2)對于有氣體參加的反應，在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比等于其體積之比。2物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟3計算實例(1)已知量、未知量均以物質的量計算例15.4 g鋁與足量NaOH溶液反應生成的氫氣在標準狀況的體積是多少？答案設：生成標準狀況下氫氣的物質的量為n(H2)n(Al)eq f(mAl,MAl)eq f(5.4 g,27 gmol1)0.2 mol2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22302 mol n(H2)eq f(2,0.2 mol)eq f(3,nH2)n(H2)0.3 molV(H2)n(

3、H2)Vm0.3 mol22.4 Lmol16.72 L答：生成標準狀況下氫氣的體積是6.72 L。(2)已知量、未知量單位不一致的計算例2醫療上頗為流行的“理療特效熱”，就是利用鐵緩慢氧化放出均勻、穩定的熱，使患處保持溫熱狀態。若56 g鐵粉完全氧化成氧化鐵，則需要消耗標況下氧氣的體積為多少？答案設：需要消耗標況下氧氣的體積為V(O2)由反應方程式4Fe3O2=2Fe2O3456 g 322.4 L56 g V(O2)則eq f(564 g,56 g)eq f(322.4 L,VO2)V(O2)eq f(322.4 L56 g,456 g)16.8 L。答：需要消耗標況下氧氣的體積為16.8

4、 L。1書寫格式規范化：在根據化學方程式計算的過程中，各物理量、物質名稱、公式等盡量用符號表示，且數據的運算要公式化并帶單位。2單位運用對應化：根據化學方程式計算時，如果題目所給的兩個量單位不一致，要注意兩個量的單位要“上下一致，左右相當”。3如果兩種反應物的量都是已知的，求解某種產物的量時，必須先判斷哪種物質過量，然后根據不足量的物質進行計算。二、化學計算中的常用方法1關系式法當已知量和未知量之間是靠多個反應來聯系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系，即“關系式”。(1)根據化學方程式確定關系式寫出發生反應的化學方程式，根據量的關系寫出關系式。(2)根據原子守恒確定關系式例3把一定量

5、的CO還原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10 g沉淀，那么參加反應的CO的質量是 g。答案2.8解析(1)根據化學方程式確定關系：3COFe2O3eq o(=,sup7()2Fe3CO2CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O則關系式為3CO3CO23CaCO3即COCaCO3(2)利用關系式進行計算COCaCO328 100m(CO) 10 g則eq f(28,mCO)eq f(100,10 g)m(CO)2.8 g。2守恒法(1)反應前后元素種類、質量、原子個數不變。例44.6 g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質量是 g。答案10.6解析鈉在空氣中最終轉化為Na2CO3

6、的過程中鈉的原子個數不變，可得關系式：2NaNa2CO3223 1064.6 g m(Na2CO3)則eq f(223,4.6 g)eq f(106,mNa2CO3)m(Na2CO3)eq f(1064.6 g,223)10.6 g。(2)還原劑失電子總數氧化劑得電子總數例5用1 molL1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2102 mol的XOeq oal(,4)還原，已知氧化產物為SOeq oal(2,4)，則元素X在還原產物中的化合價為 。答案4解析氧化還原反應中得失電子總數相等，設元素X在還原產物中的化合價為x，則有：1 molL10.03 L(64)2102 mol(7x)，解得x4

7、。3差量法根據化學反應前后物質的有關物理量發生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應前后的質量差、物質的量差、氣體體積差等，該差量與反應物的有關量成正比。差量法就是借助這種比例關系求解的方法。例6把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時間后取出，鐵棒質量增加了4 g，參加反應的Fe的質量為 。答案28 g解析FeCuSO4=FeSO4Cum 56 g 64 g64 g56 g8 g m(Fe) 4 g則eq f(56 g,mFe)eq f(8 g,4 g)，m(Fe)28 g。4方程組法一般方程組法用于解決兩種物質的混合物計算，一般讀題時能找到兩個已知量時，均可以利用二元一次方程組進行求算未知量。例7

8、把1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 mL 5 molL1鹽酸中，反應后鹽酸的濃度變為4.6 molL1(溶液體積變化忽略不計)。求：(1)反應中消耗HCl的物質的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。答案(1)消耗HCl的物質的量：0.2 L5 molL10.2 L4.6 molL10.08 mol。(2)設Al、Fe的物質的量分別為x、y。2Al6HCl=2AlCl33H226x 3xFe2HCl=FeCl2H212y2yeq blcrc (avs4alco1(27 gmol1x56 gmol1y1.1 g，,3x2y0.08 mol)解得：x0.02 mol，y0.01 mol。即n(Al

9、)0.02 mol；n(Fe)0.01 mol。(1)有關化學方程式計算的等式關系各物質的化學計量數之比各物質的物質的量之比各物質構成粒子的粒子數之比相同條件下氣體的體積之比。(2)化學計算中常用方法守恒法(質量守恒、電荷守恒、電子守恒)差量法(質量差值法、體積差值法)關系式法(利用元素守恒建立關系式、利用方程式建立關系式、利用電子守恒建立關系式)方程組法(兩個已知量求解混合物中兩種物質的未知量)1標準狀況下，3.25 g鋅與足量的鹽酸反應生成x L氫氣，下列比例式正確的是()AZn2HCl=ZnCl2H2 1 mol 1 mol 3.25 g x LBZn2HCl=ZnCl2H2 65 g

10、1 L 3.25 g x LCZn2HCl=ZnCl2H2 1 mol 22.4 L 0.05 mol x LDZn2HCl=ZnCl2H2 65 g 1 mol 3.25 g x L答案C解析比例式應注意單位要“上下一致，左右對應”。2(2019合肥高一檢測)0.56 g氧化鈣恰好與20 mL鹽酸反應，則此鹽酸的物質的量濃度是()A0.10 molL1 B0.20 molL1C0.50 molL1 D1.00 molL1答案D解析CaO2HCl=CaCl2H2O 56 g2 mol0.56 g c(HCl)20103 L則：eq f(56 g,0.56 g)eq f(2 mol,cHCl20

11、103 L)解得c(HCl)1.00 molL1。3向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反應，試計算：(1)Al的物質的量；(2)參加反應的NaOH的物質的量和溶液中NaOH的物質的量濃度；(3)在標準狀況下生成H2的體積。答案(1)Al的摩爾質量是27 gmol1，n(Al)eq f(10.8 g,27 gmol1)0.4 mol。(2)設參加反應的NaOH物質的量是n。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2220.4 mol neq f(2,0.4 mol)eq f(2,n)，n0.4 molc(NaOH)eq f(0.4 mol,0.5 L)0.8

12、molL1。(3)設在標準狀況下生成H2的體積是V。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22 mol322.4 L0.4 molVVeq f(0.4 mol322.4 L,2 mol)13.44 L。4(2019銀川一中高一期末)已知實驗室在加熱條件下制取Cl2的化學方程式為MnO24HCl(濃)eq o(=,sup7()MnCl2Cl22H2O，將8.7 g MnO2與足量濃鹽酸混合加熱，反應生成氯氣的體積(標準狀況)是 ；被氧化的HCl的質量是 。答案2.24 L7.3 g解析濃鹽酸足量，產生Cl2的體積和被氧化的HCl的質量都是由8.7 g MnO2決定的。根據反應MnO24HC

13、l(濃)eq o(=,sup7()MnCl2Cl22H2O中氯元素化合價的變化可知，4 mol HCl中只有2 mol HCl被氧化為Cl2；8.7 g MnO2的物質的量eq f(8.7 g,87 gmol1)0.1 mol，設反應生成Cl2的體積為V，被氧化的HCl的質量為x，則有：MnO24HCl(濃)eq o(=,sup7()MnCl2Cl22H2O2HCl(被氧化)1 mol 22.4 L 236.5 g0.1 mol V x列比例式：eq f(1 mol,0.1 mol)eq f(22.4 L,V)，eq f(1 mol,0.1 mol)eq f(236.5 g,x)解得V2.24

14、 L，x7.3 g。反應生成的Cl2在標準狀況下的體積為2.24 L，被氧化的HCl的質量是7.3 g。A組基礎對點練題組一物質的量在化學方程式中的應用1物質在發生化學反應時()A它們的質量一定相等B它們的物質的量一定相等C它們的質量之比等于方程式中化學計量數之比D它們的物質的量之比等于方程式中化學計量數之比答案D解析化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其物質的量之比。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】物質的量在化學方程式計算中的應用2一塊表面被氧化的鈉的質量是10.8 g，投入水中，完全反應得到標準狀況下的氫氣 0.2 g，則原鈉塊中被氧化的鈉的質量是()A4.6 g B6.

15、2 g C7.8 g D9.2 g答案A解析設產生0.2 g氫氣需鈉的質量為x。2Na2H2O=2NaOHH246 g2 gx0.2 geq f(46 g,x)eq f(2 g,0.2 g)解得x4.6 g，則氧化鈉的質量是10.8 g4.6 g6.2 g，n(Na2O)eq f(6.2 g,62 gmol1)0.1 mol。根據反應：4NaO2=2Na2O可知，被氧化的鈉的物質的量為0.1 mol20.2 mol，被氧化的鈉的質量為0.2 mol23 gmol14.6 g。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】列比例式求算被氧化的鈉的質量3在500 mL NaOH溶液中加入足量鋁粉

16、，反應完全后共收集到標準狀況下的氣體33.6 L，該NaOH溶液的濃度為()A1.0 molL1 B2.0 molL1C1.5 molL1 D3.0 molL1答案B解析2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 2 mol67.2 L n(NaOH) 33.6 Ln(NaOH)eq f(2 mol33.6 L,67.2 L)1.0 mol，c(NaOH)eq f(1 mol,0.5 L)2.0 molL1。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】鋁與堿溶液反應的定量計算4等質量的兩份鋁分別與足量稀硫酸和足量NaOH溶液反應，若消耗的兩溶液的體積相等，則兩溶液的物質的量濃度之比為(

17、)A32 B23 C11 D12答案A解析依題意，兩份鋁的物質的量相等，設n(Al)1 mol。2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22 mol 3 mol1 mol n(H2SO4)得：n(H2SO4)1.5 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22 mol2 mol1 moln(NaOH)得：n(NaOH)1 mol。兩溶液體積相等，故c(H2SO4)c(NaOH)n(H2SO4)n(NaOH)1.5132。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】鋁與酸、堿反應的定量計算5甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入

18、等質量的鋁粉，反應結束后測得生成的氣體體積比為12，則加入的鋁粉質量為()A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g答案A解析由2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，兩份等質量的Al都完全反應時，生成H2的量相等，消耗HCl與NaOH的量不相等。實際上HCl、NaOH同為0.3 mol，且已知生成H2的體積比為12，所以發生反應時分別為HCl不足Al過量，NaOH過量Al不足。與0.3 mol鹽酸完全反應的Al為2.7 g，則由生成H2的體積比為12可知，反應的Al的量之比也為12，即與NaOH溶液反應的Al為5.4 g。【考點】物

19、質的量在化學方程式計算中的應用【題點】鋁與酸堿反應的定量計算題組二化學計算中的常用方法621 g鐵粉與8 g硫粉混合加熱，若不考慮其他損失，可生成硫化亞鐵的質量為()A33 g B24 g C29 g D22 g答案D解析根據題意n(Fe)0.375 mol，n(S)0.25 mol。由SFeeq o(=,sup7()FeS可知Fe過量，按S的量計算，反應生成的n(FeS)n(S)0.25 mol，所以m(FeS)22 g。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】鐵粉和硫粉反應的定量計算7有一鐵的氧化物樣品，用140 mL 5 molL1的鹽酸恰好完全溶解，所得溶液還能與通入的0.56

20、 L氯氣(標準狀況)反應，使Fe2全部轉化為Fe3，則此氧化物為()AFe2O3 BFe3O4CFe4O5 DFe5O7答案D解析鐵的氧化物與稀鹽酸反應可能生成FeCl2、FeCl3和H2O。通入Cl2后Fe2被氧化為Fe3，則溶液中溶質最終只有FeCl3，可由n(Cl)求n(Fe)。氧化物中的氧與鹽酸中的H結合生成H2O，可由鹽酸中的n(H)求n(O)；再由eq f(nFe,nO)求得鐵的氧化物的化學式。n(Cl)5 molL10.14 L2eq f(0.56 L,22.4 Lmol1)0.75 mol；n(H)5 molL10.14 L0.7 mol，所以eq f(nFe,nO)eq f(

21、f(1,3)nCl,f(1,2)nH)eq f(f(1,3)0.75 mol,f(1,2)0.7 mol)eq f(5,7)，即該氧化物的化學式為Fe5O7。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】鐵的氧化物與酸反應的定量計算8某鐵的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標準狀況下112 mL Cl2，恰好將Fe2完全氧化。x值為()A0.80 B0.85 C0.90 D0.93答案A解析根據得失電子守恒可知，FexO被氧化為Fe3轉移的電子數和Cl2被還原為Cl轉移的電子數相等。標準狀況下112 mL Cl2轉移電子數為0.01 mol。則有eq f(1.52

22、,56x16)(3eq f(2,x)x0.01，解得x0.80。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】得失電子守恒求算鐵的氧化物中鐵原子數目9(2019南昌十中期末)向Fe2O3和鐵屑的混合物中加入足量的稀硫酸至固體完全溶解，所得溶液中不含Fe3，而產生的Fe2和H2的物質的量之比為41，則原混合物中Fe2O3和Fe的物質的量之比為()A11 B21 C12 D13答案 C解析設原混合物中含有x mol Fe，y mol Fe2O3，由化學方程式Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O和Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4得到Fe2O3Fe2(SO4)3Fe3FeSO4，可

23、見y mol的Fe2O3參加反應轉化為3y mol FeSO4，同時消耗y mol的Fe；又由FeH2SO4=FeSO4H2可知，(xy)mol的Fe與硫酸反應產生(xy)mol的FeSO4和(xy)mol H2；則有3y mol(xy)mol(xy)mol41，整理得yx12，故合理選項是C。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】利用關系式法的定量計算10已知：碳酸鈉高溫下不分解；碳酸氫鈉受熱發生分解反應：2NaHCO3eq o(=,sup7()Na2CO3H2OCO2。充分加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物19 g，完全反應后固體質量減輕了3.1 g，求：(1)原混合物中碳酸鈉的質量是

24、 g。(2)在剩余固體中，加入過量鹽酸，反應后放出二氧化碳的體積(標準狀況)是 L。答案(1)10.6(2)3.36解析(1)設混合物中碳酸氫鈉的質量為m，則：2NaHCO3eq o(=,sup7()Na2CO3H2OCO2質量減少m168 g106 g 62 gm 3.1 g故meq f(3.1 g,62 g)168 g8.4 g，則碳酸鈉的質量為19 g8.4 g10.6 g。(2)剩余固體為碳酸鈉，質量為19 g3.1 g15.9 g，物質的量為eq f(15.9 g,106 gmol1)0.15 mol，根據碳原子守恒可知，生成二氧化碳的物質的量為0.15 mol，標準狀況下的體積為0

25、.15 mol22.4 Lmol1 3.36 L。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】差量法在定量計算中的應用B組綜合強化練1將5 g鎂、鋅、鐵三種金屬的混合物投入40 mL稀硫酸中，恰好完全反應，生成的氫氣在標準狀況下的體積是2.8 L，則這三種金屬的物質的量之和為()A0.25 mol B0.125 molC0.1 mol D0.5 mol答案B解析Mg、Zn、Fe均用R表示，這三種金屬與稀硫酸反應符合通式RH2SO4=RSO4H2，故這三種金屬的物質的量之和等于氫氣的物質的量，為eq f(2.8 L,22.4 Lmol1)0.125 mol。2現有由氧化鐵和鋁組成的鋁熱劑，某

26、實驗小組分別進行如下實驗：取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成氣體的體積為b L(標準狀況下)；另取a g樣品，高溫條件下二者恰好完全反應：2AlFe2O3eq o(=,sup7(高溫)Al2O32Fe，待其冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成氣體的體積為c L(標準狀況下)。則cb等于()A11 B12 C23 D34答案C解析該鋁熱劑中只有鋁能與氫氧化鈉溶液反應，鋁與氧化鐵反應后的生成物中只有鐵能與鹽酸反應得到氫氣，再結合題給其他信息可得到如下關系式：2AlFe2O32Fe,2Al3H2,2Fe2H2，故cb23。【考點】物質的量在化學方程式計算中的應用【題點】利用關系式法的定量

27、計算3現有一定量FeO、Fe2O3的混合物，在足量H2氣流中加熱充分反應，冷卻后稱得剩余固體質量比原混合物減少0.8 g；將等質量的原混合物與鹽酸反應，欲使之完全溶解，則需1 molL1鹽酸的體積至少為()A0.05 L B0.1 LC0.2 L D1 L答案B解析剩余固體比原混合物減少的質量即為原混合物中O的質量，則n(O)eq f(0.8 g,16 gmol1)0.05 mol。原混合物與鹽酸反應，生成氯化物和水，則n(H)2n(O)0.05 mol20.1 mol，n(HCl)0.1 mol，則1 molL1鹽酸的體積至少為eq f(0.1 mol,1 molL1)0.1 L。4工業純堿

28、中常含有少量的NaCl雜質，某化學興趣小組取a g工業純堿樣品與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b g固體。則該樣品中純堿的質量分數是()A.eq f(ba,a)100% B.eq f(168ab,51a)100%C.eq f(84ba,11a)100% D.eq f(106ba,11a)100%答案D解析根據反應的化學方程式，采用差量法可求出該樣品中Na2CO3的質量為eq f(ba,11)106 g，其質量分數為eq f(f(ba,11)106,a)100%eq f(106ba,11a)100%。5由鐵、鋅、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g，與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標

29、準狀況下的體積為11.2 L，則混合物中一定含有的金屬是()A鐵 B鋅 C鋁 D鎂答案C解析已知10 g金屬與足量鹽酸反應產生標準狀況下11.2 L H2，要確定金屬的組成，有以下幾種方法：解法1(關系式法)：由Meq f(n,2)H2(M為Fe、Zn、Al或Mg，n為M與鹽酸反應形成氯化物時M的化合價的絕對值)可以算出，產生標準狀況下11.2 L H2時，需要各金屬的質量分別是m(Zn)32.5 g，m(Fe)28 g，m(Mg)12 g，m(Al)9 g10 g。即只有當Al與其他任意一種金屬混合時才合理。解法2(平均相對原子質量法)：先假定所有金屬發生反應后的化合價均為2，列比例式求出混

30、合物的平均相對原子質量，即10eq o(Ar,sup6()11.222.4，則eq o(Ar,sup6()20，Ar(Zn)、Ax(Fe)、Ar(Mg)均大于20。鋁視為2價時，相對原子質量可折算為27eq f(2,3)1820，則必含Al。6(2019太原期末)將a g Fe2O3、Al2O3樣品溶解在過量的100 mL 0.05 molL1的鹽酸中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3、Al3剛好完全沉淀，消耗NaOH溶液100 mL，則NaOH溶液的濃度為()A0.1 molL1 B0.2 molL1C0.05 molL1 D無法計算答案C解析n(HCl)0.05 molL10.1 L0.

31、005 mol，加入NaOH溶液使Fe3、Al3剛好完全沉淀時，溶液中的溶質只有NaCl，根據氯原子守恒，n(NaCl)n(HCl)0.005 mol，則n(NaOH)n(NaCl)0.005 mol，所以c(NaOH)0.005 mol0.1 L0.05 molL1。7某課外活動小組收集了一種合金進行以下探究(已知銅元素的焰色試驗呈綠色)。外觀暗灰色，表皮光滑；在酒精燈上灼燒，火焰呈綠色，合金片熔化，但不滴落；取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到標準狀況下的H2 8.96 L；另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到標準狀況下的H2 8.96 L。(1)試據此判斷，該合金中一定含有的元素是 (填元素符號)；可能含有下列元素中的 (填字母)。aAg bMg cNa dFe(2)如果該合金中只含2種元素，則二者的質量比是 。答案(1)Cu、Ala(2)m(Al)m(Cu)187解析(1)火焰呈綠色，說明有銅元素。等質量的合金與足量的稀硫酸或NaOH溶液反應放出H2的體積相同，說明一定含有鋁，且不能再含有其他的活潑金屬Na、Mg、Fe等。且Na的熔、沸點太低，不能與Cu熔合形成合金，則還可能含有不與稀硫酸和NaOH反應的Ag。(2)該合金如果只含2種元素，則為Cu、Al。2Al3H22 mo