化学人教版2019必修第一册3.2.3 物质的量在化学方程式计算中的应用（共19张ppt）

(共19张PPT)
走进奇妙的化学世界
必修第一册
第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第3课时 物质的量在化学
方程式计算中的应用
n =
N
NA
=
m
M
=
V
Vm
= cB V
【回顾】与物质的量相关的计算公式
为定值，约等于6.02×1023
mol-1
物质确定则为定值，数值上等于该物质的相对原子(分子)质量
对于气体，标况下为定值，约为22.4L/mol
溶液的体积
【思考】物质的量与化学方程式中各物质的系数之间有怎样的关系？
学习
目标
PART
01
PART
02
基于物质的量认识化学变化；掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。
能结合物质的量在化学方程式计算中的应用，进一步体会守恒思想， 强化宏观辨识与微观探析能力。
第3课时
物质的量在方程式计算中应用
物质的量n
微粒数N
NA
.
.
NA
M
.
.
M
m质量
气体体积V (标准状况)
Vm
.
.
Vm
物质的量浓度CB
×V
÷V
1.物质的量为中心转化
一 从物质的量的角度认识化学方程式的意义
2CO　＋　O2 2CO2
化学计量数 2 __ __
扩大NA倍 2NA ___ ____
物质的量 2 mol _____ _____
标况下气体体积 44.8 L ______ ______
1
2
NA
2NA
1 mol
2 mol
22.4 L
44.8 L
点燃
结论：
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比，等于其粒子数目之比。
(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体积之比。
物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是粒子按照一定的数目关系进行的。因此，化学方程式中的化学计量系数可以明确表示出化学反应中粒子之间的数目关系。
2.化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系
3.物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
例1　5.4 g铝与足量NaOH溶液反应生成的氢气在标准状况的体积是多少？
解：　
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　3
0.2 mol　　　　　　　　　　　 n(H2)
∴n(H2)＝0.3 mol
∴V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L
答：生成标准状况下氢气的体积是6.72 L。
设生成标准状况下氢气的物质的量为n(H2)
(1)已知量未知量均以物质的量计算
4.计算示例
例2　医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀稳定的热，使患处保持温热状态，若56g铁粉完全氧化成氧化铁，需要消耗标准状况下的氧气的体积为多少？
解：　
n(Fe) =
m(Fe)
M(Fe)
=
56g
56g/mol
=
1mol
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3
4 3 2
1mol n(O2)
设：需要消耗标准状况下的氧气的物质的量为n(O2)
4
1mol
=
3
n(O2)
解得：n(O2) = 0.75mol
V = n(O2) Vm = 0.75mol × 22.4L/mol = 16.8L
答：需要消耗标准状况下的氧气的体积为16.8L
(1)书写格式规范化：
在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化：
根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。
(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进行计算。
特别提示
应用体验
向500mL NaOH 溶液中投入 10.8g Al，二者恰好完全反应，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；
n(Al)=
10.8g
27g/mol
= 0.4mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)在标准状况下生成H2的体积。
2
2
0.4 mol
n(NaOH)
2
0.4
=
2
n(NaOH)
解得：n(NaOH) = 0.4mol
C(NaOH) =
0.4mol
0.5L
= 0.8mol L-1
解：设NaOH 的物质的量为n(NaOH)
67.2
V(H2)
2
0.4
=
67.2
V(H2)
解得：V(H2) = 13.44L
二 化学计算中的常用方法
1.关系式法
当已知量和未知量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”。
(1)根据化学方程式确定关系式
写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。
(2)根据原子守恒确定关系式
例1　把一定量的CO还原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10 g沉淀，那么参加反应的CO的质量是 g。
2.8
解析　(1)根据化学方程式确定关系：
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3
即CO～CaCO3
(2)利用关系式进行计算
CO　～　CaCO3
28 100
m(CO) 10 g
m(CO)＝2.8 g。
2.守恒法
(1)反应前后元素种类、质量、原子个数不变。
例2　4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。
解析　钠在空气中最终转化为Na2CO3的过程中钠的原子个数不变，可得关系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
10.6
(2)还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数
例3　用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－2 mol的XO4- 还原，已知氧化产物为 SO42- ，则元素X在还原产物中的化合价为 。
＋4
解析　氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，则有：
1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－2 mol×(7－x)，解得x＝＋4。
(3)电荷守恒
在电解质溶液中，呈电中心
阴离子所带的电荷数 = 阳离子所带的电荷总数
例如：在0.1mol/L的K2SO4溶液中
C(K+)+C(H+)=2C(SO42-) + C(OH-)
例4：某溶液中只含有Na+、Al3+、Cl- 、SO42- 四种离子，已知前三种离子的个数比为3：2：1，则溶液中Al3+和SO42-的个数比为 ( )
A.1:2 B.1:4 C.3:4 D.3:2
A
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。
例5　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 _。
28 g
解析　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　4 g
4.方程组法
一般方程组法用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量。
例6　把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了4g，参加反应的Fe的质量为_________
解：设参加反应的Fe的质量为 m g
Fe+CuSO4 = FeSO4 + Cu Δm
56 64 8
m g 4 g
=
56
m
8
4
m = 28g
28g
例7　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。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
答案　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。
答案　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。
课堂小结
(1)有关化学方程式计算的等式关系
各物质的化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质构成粒子的粒子数之比＝相同条件下气体的体积之比。
(2)化学计算中常用方法
①守恒法(质量守恒、电荷守恒、电子守恒)
②差量法(质量差值法、体积差值法)
③关系式法(利用元素守恒建立关系式、利用方程式建立关系式、利用电子守恒建立关系式)
④方程组法(两个已知量求解混合物中两种物质的未知量)
谢谢欣赏