2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题2 研究物质的基本方法 第二单元 第3课时　化学反应的计算 课件（67张PPT）

(共67张PPT)
第3课时
DISANKESHI
以物质的量为中心的计算 / 依据化学方程式的计算 / 随堂演练　知识落实 / 课时对点练
化学反应的计算
专题2
核心素养
发展目标
1.熟练以物质的量为中心的计算与转换。
2.利用化学方程式找出各物质的量的关系并进行计算。
内容索引
一、以物质的量为中心的计算
二、依据化学方程式的计算
随堂演练　知识落实
课时对点练
以物质的量为中心的计算
一
1.物质的量是联系宏观量(如质量、体积)与微观量(如粒子数目)的桥梁和纽带：
2.要紧紧抓住“物质的量”这个计算的核心。牢固建立把“其他物理量转化为物质的量”的这一思维模式，充分利用下列“万能恒等式”及其变形，进行各物理量的相互求算：
3.在解题的过程中，根据条件找出已知量与未知量之间的物质的量关系，就可使复杂的问题简单化、技巧化。其解题方法是依据变化前后某一粒子物质的量保持不变，列出守恒关系求解。
应用体验
1.36.5 g氯化氢溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL－1)，所得溶液的密度为ρ g·mL－1，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L－1，NA表示阿伏加德罗常数的值，则下列叙述正确的是
A.所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1
B.36.5 g氯化氢含有NA个原子
C.36.5 g 氯化氢气体占有的体积为22.4 L
D.所得溶液的质量分数w＝
√
36.5 g氯化氢物质的量为1 mol，含有2NA个原子，B项错误；
36.5 g氯化氢气体在标准状况下的体积为22.4 L，C项错误；
2.在标准状况下，13 g某气体所含的分子数与14 g CO所含的分子数相等。此气体在标准状况下的密度约为
A.1.25 g·L－1 B.2.32 g·L－1
C.1.65 g·L－1 D.1.16 g·L－1
√
返回
依据化学方程式的计算
二
1.化学反应计算的方法
化学计量数 2 __ __
物质的量 2 mol _____ _____
(1)同一个化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其 之比。
(2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其 之比。
1
1 mol
2
2 mol
物质的量
体积
　 实验室为确定一瓶稀盐酸的浓度，用0.100 mol·L－1 NaOH溶液中和25.00 mL该盐酸，当酸与碱恰好完全反应时，消耗NaOH溶液24.50 mL，试求该盐酸的物质的量浓度。
例1
答案　0.098 mol·L－1
n(NaOH)＝2.450×10－2L×0.100 mol·L－1＝2.45×10－3mol，则
　　　 NaOH 　 ＋　　HCl===NaCl＋H2O
化学计量数　1 1
物质的量　 2.45×10－3 mol n(HCl)
2.依据化学方程式列方程组法
方程组法用于解决两种物质的混合物计算，读题时找到两个已知量时，利用各物质的关系建立二元一次方程组求算未知量。
　把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·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；
例2
答案　0.08 mol
消耗HCl的物质的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
答案　n(Al)＝0.02 mol，n(Fe)＝0.01 mol
设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al　　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2　　　　　 6
x　　 　　　 3x
Fe　　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑
1　　　　　 2
y　　　　　 2y
解得x＝0.02 mol，y＝0.01 mol，
即n(Al)＝0.02 mol，n(Fe)＝0.01 mol。
3.依据反应前后的差量计算
根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等，该差量与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系求解的方法。
　 把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4 g，参加反应的Fe的质量为 。
例3
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　质量增加Δm
56 g　　　　　　　　 64 g　64 g－56 g＝8 g
m(Fe)　　　　　　　 　　　　 4 g
28 g
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随堂演练　知识落实
1.0.56 g氧化钙恰好与20 mL盐酸完全反应，则此盐酸的物质的量浓度是
A.0.10 mol·L－1 B.0.20 mol·L－1
C.0.50 mol·L－1 D.1.00 mol·L－1
1
2
3
4
√
CaO ＋ 2HCl===CaCl2＋H2O
56 g　 2 mol
0.56 g　 n(HCl)
2.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示，则下列关于反应中镁和铝的叙述正确的是
A.物质的量之比为3∶2
B.质量之比为3∶2
C.摩尔质量之比为2∶3
D.密度之比1∶1
1
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√
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4
根据题图，Mg、Al产生H2的体积相等，设产生H2的物质的量为n mol，则
Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
n　　　　　　　　　　n
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
　　　　　　　　　　　 n
n(Mg)∶n(Al)＝n∶ ＝3∶2
1
2
3
4
M(Mg)∶M(Al)＝24∶27＝8∶9
3.2 mol·L－1盐酸和硫酸各100 mL，分别加入等质量的铁粉，反应后生成的气体质量之比为2∶3，则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为
A.0.05 mol B.0.075 mol
C.0.15 mol D.0.2 mol
√
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4
n(HCl)＝0.2 mol，n(H2SO4)＝0.2 mol。若酸均不足，即完全反应生成H2的质量之比是1∶2；
若酸均过量，即金属不足，则生成H2的质量之比是1∶1。
现生成H2的质量之比为2∶3，则说明盐酸不足，硫酸过量。
根据盐酸中HCl的物质的量可求出生成H2的物质的量为0.1 mol，则H2SO4反应生成0.15 mol H2，则铁粉为0.15 mol。
1
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4
4.今有11.2 g铁与500 mL的盐酸恰好完全反应。
(1)在标准状况下，生成氢气的体积是多少升？
1
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答案　4.48 L
(2)反应前，盐酸的物质的量浓度是多少？
答案　0.8 mol·L－1
1
2
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4
Fe　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑
1　　　 2　　　　　 1
0.2 mol　 n(HCl)　　　 n(H2)
n(HCl)＝0.4 mol，n(H2)＝0.2 mol，
V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。
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课时对点练
题组一　以物质的量为中心的计算
1.下列各组物质中所含原子数相同的是
A.10 g H2和10 g O2
B.5.6 L N2(标准状况)和11 g CO2
C.9 g H2O和0.75 mol Br2
D.224 mL H2(标准状况)和0.1 mol N2
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氢气与氧气的摩尔质量不相等，根据n＝ 可知10 g H2和10 g O2的物质的量不相等，二者均为双原子分子，则含有的原子数目一定不相等，A不符合题意；
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9 g H2O的物质的量为 ＝0.5 mol，含有原子为0.5 mol×3＝
1.5 mol,0.75 mol Br2含有原子为0.75 mol×2＝1.5 mol，含有的原子数目相等，C符合题意；
标准状况下，224 mL H2的物质的量n＝ ＝0.01 mol，含有原
子为0.01 mol×2＝0.02 mol，N2物质的量为0.1 mol，含有的原子为
0.1 mol×2＝0.2 mol，含有原子数目不相等，D不符合题意。
2.设阿伏加德罗常数的值为NA，则下列说法正确的是
A.标准状况下，22.4 L CO2含22NA个电子
B.22.4 L O3含3NA个原子
C.标准状况下，0.3 mol SO2中含氧原子数为0.3NA
D.常温下，9.5 g MgCl2固体中含有0.2NA个离子
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22.4 L O3的物质的量不一定是1 mol，因此不一定含3NA个原子；
标准状况下，0.3 mol SO2中含氧原子数为0.6NA；
常温下，9.5 g MgCl2固体的物质的量是 ＝0.1 mol，其中含有0.3NA个离子。
3.将足量铁粉放入100 mL 0.1 mol·L－1的CuSO4溶液中，充分反应后析出铜的质量为
A.3.2 g B.6.4 g C.0.64 g D.3.2 g
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题组二　以化学方程式为依据的计算
4.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
3.25 g x L
C.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x L
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B.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
D.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
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比例式应注意单位要“上下一致，左右对应”。
5.实验室利用反应2KClO3 2KCl＋3O2↑制取氧气，若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
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2 mol　　　　　　 3 mol
0.2 mol　　　　 n(O2)
2 mol∶0.2 mol＝3 mol∶n(O2)，则n(O2)＝0.3 mol，故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。
6.在500 mL 的NaOH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33.6 L，已知2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，该NaOH溶液的物质的量浓度为
A.1.0 mol·L－1 B.2.0 mol·L－1
C.1.5 mol·L－1 D.3.0 mol·L－1
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2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
　 2 mol　　　　　　　　　　 67.2 L
　　 n(NaOH)　　　　　　　　　 33.6 L
7.一定条件下，7 g炭粉与14 g氧气完全反应生成21 g氧化物，则生成物中CO与CO2的物质的量之比是
A.1∶1 B.2∶1
C.2∶3 D.3∶2
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设生成物中CO与CO2的物质的量分别为x mol 、y mol，
8.将过量的锌片放入500 mL CuSO4溶液中，待充分反应后取出锌片，洗净、称量，发现锌片质量比原来减少了0.5 g，则原CuSO4溶液的物质的量浓度为
A.0.5 mol·L－1 B.1 mol·L－1
C.1.5 mol·L－1 D.2 mol·L－1
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Zn与CuSO4溶液反应时，置换出来的Cu附着在锌片上。反应的化学方程式如下：
Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu　Δm
1 mol 1 g
n(CuSO4) 0.5 g
9.下列溶液中Cl－浓度与50 mL 1 mol L－1AlCl3溶液中Cl－浓度相等的是
A.150 mL 1 mol·L－1 NaCl溶液
B.75 mL 2 mol·L－1 NH4Cl溶液
C.150 mL 3 mol·L－1 KCl溶液
D.75 mL 2 mol·L－1 FeCl3溶液
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50 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液中c(Cl－)＝1 mol·L－1×3＝3 mol·L－1；
150 mL 1 mol·L－1NaCl溶液中c(Cl－)＝1 mol·L－1×1＝1 mol·L－1；
75 mL 2 mol·L－1 NH4Cl溶液中c(Cl－)＝2 mol·L－1×1＝2 mol·L－1；
150 mL 3 mol·L－1KCl溶液中c(Cl－)＝3 mol·L－1×1＝3 mol·L－1；
75 mL 2 mol·L－1FeCl3溶液中c(Cl－)＝2 mol·L－1×3＝6 mol·L－1，故选C。
10.有CuO、Fe2O3组成的混合物共10 g，加入500 mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250 mL 2 mol·L－1的NaOH溶液时，得到的沉淀最多，该盐酸的物质的量浓度为
A.0.5 mol·L－1 B.1.0 mol·L－1
C.2.0 mol·L－1 D.3.0 mol·L－1
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得到的沉淀最多，说明所有的OH－都转化为Cu(OH)2、Fe(OH)3沉淀，则溶液中只剩下NaCl，
根据电荷守恒：n(Cl－)＝n(Na＋)＝0.25 L×2.0 mol·L－1＝0.5 mol，则c(HCl)＝ ＝1.0 mol·L－1。
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11.(2022·四川高一期末)把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡；另一份加入含b mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁。则原混合溶液中钾离子的浓度为
√
根据电荷守恒可得n(K＋)＝(2a－b)mol，
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12.若NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
①标准状况下，2.24 L CCl4含碳原子数为0.1NA
②标准状况下，a L氧气和氮气的混合气体含有的分子数约为
③1 mol·L－1 Mg(NO3)2溶液中含有 的数目为2NA
④同温同压下，体积相同的氢气和氩气所含的原子数相等
⑤46 g NO2和N2O4混合气体中含有原子数为3NA
⑥1 L 0.5 mol·L－1 K2SO4溶液中，含有的氧原子总数为2NA
A.②⑥ B.②⑤ C.②③ D.②③⑥
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标准状况下，CCl4不是气体，故①错误；
溶液的体积未知，不能计算硝酸根离子的数目，故③错误；
氢气是双原子分子，氩气是单原子分子，所含原子数不同，故④错误；
溶剂水中也含有氧原子，所以无法计算溶液中氧原子的数目，故⑥错误。
13.将一定质量的锌、铝混合物与足量的稀硫酸反应，生成2.8 L(标准状况)氢气，原混合物的质量可能是
A.2 g B.1 g
C.8 g D.10 g
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Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
65 g　　　　　　　　 1 mol
x g　　　　　　　　 0.125 mol
解得x＝8.125；
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如果全部由铝生成，设需要铝的质量为y g，则：
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
54 g　　　　　　　　　　 3 mol
y g　　　　　　　　　　　0.125 mol
解得y＝2.25；
根据平均值原理，如果由锌和铝混合组成，则质量介于2.25～8.125 g之间。
14.化学实验中残余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收，以防污染空气。已知Cl2与NaOH发生反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。若有3.20 g氢氧化钠发生了化学反应，回答下列问题：
(1)生成NaCl的质量为 g。
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Cl2　＋ 2NaOH===NaCl　＋　NaClO　＋　H2O
1 mol　　2 mol　　1 mol　　 1 mol　　　 1 mol
n(Cl2)　 0.08 mol　n(NaCl)　 n(NaClO)　 n(H2O)
(2)生成NaClO的物质的量为 mol。
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(3)被吸收的氯气在标准状况下的体积为 L。
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15.以下是有关金属与酸的反应，请填写下列空白。
(1)分别取W g钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气
的体积之比是 。
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由2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，
(2)分别取0.1 mol 钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是 。
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1∶2∶3
0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应分别生成0.05 mol、0.10 mol、0.15 mol H2，故产生氢气的体积之比为0.05∶0.10∶0.15＝1∶2∶3。
(3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量之比是 。
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(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝的物质的量之比是 。
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6∶3∶2
若产生相同体积(同温同压)的氢气，即产生相同物质的量的氢气，则需要钠、铁、铝的物质的量之比是6∶3∶2。
(5)取0.2 mol 的金属钠、铁、铝，分别投入10 mL 1 mol·L－1的盐酸中，标准状况下产生氢气的体积由大到小的顺序是 (钠、铁、铝产生氢气的体积分别用V1、V2、V3表示)。
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V1＞V2＝V3
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10 mL 1 mol·L－1的盐酸中n(HCl)＝0.010 mol，
由2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑、2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，盐酸不足，生成的氢气的量是由盐酸决定的，即盐酸反应生成的n(H2)＝0.005 mol；
但钠还能与水反应生成氢气，最终生成氢气的量：V1＞V2＝V3。
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