2019-2020学年高中化学 第三章 第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用课件 新人教版必修

第2课时物质的量在化学方程式计算中的应用1.复习回顾有关物质的量n与微粒数N、物质的质量m、气体体积V、溶液浓度c间的计算公式,巩固以物质的量为中心的各物理量之间的换算方法。提升定量探究的学习能力及证据推理意识。2.掌握物质的量在化学方程式计算中的一般方法和步骤。能逐步熟练在计算中应用物质的量,掌握计算的技巧和方法。知识铺垫新知预习自主测试1.在化学变化前后,原子的种类和个数都保持不变,所以任何化学反应都遵循质量守恒定律。2.在标准状况下,46g钠和足量的水反应生成H2的质量为2g,即2mol钠和足量的水反应,生成H2的物质的量为1mol,其体积为22.4L。知识铺垫新知预习自主测试一、物质的量在化学方程式计算中的应用以钠和水的反应为例:结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比=参加反应的物质的微粒个数之比=参加反应的物质的物质的量之比=参加反应的物质的气体体积(相同状况)之比。知识铺垫新知预习自主测试二、根据化学方程式进行计算的基本步骤知识铺垫新知预习自主测试1.对于反应:2A(g)+2B(g)=3C(g)+D(g),化学计量数之比与下列各项不等的是()A.分子数之比B.物质的量之比C.质量之比D.体积之比(同温同压)答案C知识铺垫新知预习自主测试2.标准状况下,2.8g铁与足量的稀硫酸反应生成aL氢气,下列关系正确的是()知识铺垫新知预习自主测试答案C解析根据化学方程式计算时,计量单位必须满足“上下一致,左右相当”。知识铺垫新知预习自主测试3.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)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度;(3)在标准状况下生成H2的体积。解(1)Al的摩尔质量是27g·mol-1,n(Al)=10.8g27g·mol-1=0.4mol。知识铺垫新知预习自主测试(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑220.4moln20.4mol=2𝑛,n=0.4molc(NaOH)=0.4mol0.5L=0.8mol·L-1(3)设在标准状况下生成H2的体积是V。V=0.4mol×3×22.4L2mol=13.44L知识铺垫新知预习自主测试答:(1)铝的物质的量为0.4mol。(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4mol,溶液中NaOH的物质的量浓度是0.8mol·L-1。(3)标准状况下生成H2的体积为13.44L。探究素养脉络随堂检测物质的量应用于化学方程式计算的步骤问题探究1.将5.6g铁放入足量的稀硫酸中充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少?提示2.24L2.将5.6g铁放入含有0.05molH2SO4的稀硫酸中,充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少?提示1.12L(若已知两种或以上反应物的量,计算时首先要判断哪种物质过量,以完全反应的物质的量为标准进行计算)。3.将一定量的铁放入稀硫酸中,完全反应后,溶液质量增加5.4g,计算参加反应的铁的物质的量。提示0.1mol(本题可以用差量法计算,1mol铁完全反应生成1molH2,溶液质量增加54g,现在溶液质量增加5.4g,则反应的铁的物质的量为0.1mol)。探究素养脉络随堂检测4.将一定量的铁放入100mL2mol·L-1稀硫酸中,完全反应后铁有剩余,再向溶液中加入50mL4mol·L-1FeCl3溶液,恰好完全反应。则起始时加入铁的质量是多少?提示16.8g(该题可用电子得失守恒法解题。n(Fe)×2=n(Fe3+)+n(H+)n(Fe)=50×10-3L×4mol·L-1+0.1L×2mol·L-1×22=0.3molm(Fe)=0.3mol×56g·mol-1=16.8g)。探究素养脉络随堂检测深化拓展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)]。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。探究素养脉络随堂检测2.物质的量应用于化学方程式计算时的注意事项(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(标准状况)表示。但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系,只要做到计量单位“上下一致,左右相当”即可。3.化学计算中常用的三种方法(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通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量,根据化学方程式知3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。探究素养脉络随堂检测(2)守恒法①质量守恒宏观特征:反应前后元素的质量守恒。微观守恒:反应前后各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ⅰ.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。ⅱ.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。探究素养脉络随堂检测(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”,如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。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溶液中,过一段时间取出,铁棒质量增加了4g,据此可求出参加反应的Fe的质量。Fe+CuSO4=FeSO4+CuΔm(质量增加)566464-56=8m(Fe)=28g4g探究素养脉络随堂检测素能应用典例把1.1g铁、铝混合物溶于200mL5mol·L-1盐酸中,反应后溶液中c(HCl)变为4.6mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求:(1)反应中消耗HCl的物质的量。(2)该混合物中铝、铁的物质的量。探究素养脉络随堂检测解(1)消耗HCl的物质的量:0.2L×5mol·L-1-0.2L×4.6mol·L-1=0.08mol。(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2mol6molx3xFe+2HCl=FeCl2+H2↑1mol2moly2y27g·mol-1×𝑥+56g·mol-1×𝑦=1.1g3𝑥+2𝑦=0.08mol得x=0.02mol,y=0.01mol。答:(1)反应中消耗HCl的物质的量为0.08mol。(2)Al的物质的量为0.02mol;Fe的物质的量为0.01mol。探究素养脉络随堂检测变式训练在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L,该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为()A.1mol·L-1B.2mol·L-1C.1.5mol·L-1D.3mol·L-1答案B解析设NaOH的物质的量浓度为c,则2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2mol67.2L0.5L·c33.6L2mol0.5L·𝑐=67.2L33.6L解得c=2mol·L-1。探究素养脉络随堂检测探究素养脉络随堂检测1.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48L。下列推断中错误的是()A.参加反应的Mg、Al共0.2molB.参加反应的HCl为0.4molC.Mg、Al在反应中共失去0.4mol电子D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2molH2答案A解析反应的实质为Mg+2H+=Mg2++H2↑,2Al+6H+=2Al3++3H2↑,n(H2)=4.48L22.4L·mol-1=0.2mol,则参加反应的n(H+)=0.4mol。若换成稀硫酸,同样产生0.2molH2。依据得失电子守恒,由2H+H2得电子总数为0.2mol×2=0.4mol,故C正确。0.2molMg提供0.4mol电子,0.2molAl则提供0.6mol电子,0.2molMg、Al混合物提供的电子物质的量大于0.4mol,小于0.6mol,A错误。探究素养脉络随堂检测2.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为()A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.1∶3答案C解析设反应放出的气体均为3mol,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑6mol3mol2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2mol3mol所以n(HCl)∶n(NaOH)=6mol∶2mol=3∶1。探究素养脉络随堂检测3.将质量为100g的铁棒插入1L0.5mol·L-1CuSO4溶液中,足够长时间后,铁棒的质量将变为()A.102gB.106gC.104gD.110g答案C解析根据题目中的数据可知,铁过量,而CuSO4不足,完全反应,当生成0.5molCu时,固体的质量增加4g,所以铁棒的质量变为104g。4.1L混合溶液中含有S0.25mol,Cl-0.75mol,Na+0.25mol,其余为H+,则H+的物质的量浓度为()A.2.5mol·L-1B.5mol·L-1C.0.1mol·L-1D.1mol·L-1答案D解析根据电荷守恒:2×c(S)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),2×0.25mol·L-1+0.75mol·L-1=0.25mol·L-1+c(H+),得c(H+)=1mol·L-1。O42-O42-探究素养脉络随堂检测5.将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为3∶2,则样品中铁、铝物质的量之比为()A.3∶2B.2∶1C.3∶4D.4∶3答案C解析设每份铁铝合金样品中含铁、铝的物质的量分别为x、y,则由FeH2↑、Al32H2、Al32H2↑三个关系式得(x+3𝑦2)∶(3𝑦2)=3∶2,解得x∶y=3∶4。