人教版（2019）化学必修第一册 3_2_2物质的量在化学方程式计算中的应用导学案（含答案以及解析）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）化学必修第一册 3_2_2物质的量在化学方程式计算中的应用导学案（含答案以及解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 518.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-24 09:20:52 | ||
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文档简介
物质的量在化学方程式计算中的应用导学案
1、会运用物质的量与其他物理量的换算关系。
2、会运用物质的量进行化学方程式计算。
3、会运用化学计算中的常用方法解决实际问题。
一、物质的量与各物理量间的关系
1、图示关系
2、计算公式
n = = = = c V(溶液)
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
从以上例子可以看出：
1、任意物质的粒子数目之比等于____________之比。
2、在同温同压下，气态物质的粒子数目之比等于_____________之比，等于_____之比。
3、化学方程式中化学计量数之比=各物质的物质的量之比=各物质粒子数目之比。
4、化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2 + Cl2 2HCl可表示_________________________________。
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤。
1、基本步骤
2、应注意的问题
（1）化学方程式所表示的是纯净物之间量的关系。
（2）单位问题：上下一致，左右相当。
（3）如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。
二、化学计算中的常用方法
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，可直接确定已知量物质和未知量物质之间的“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。
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。
发生反应的化学方程式：3CO + Fe2O3 2Fe+3CO2，
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ + H2O
则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。
（2）根据原子守恒确定关系式：上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO ～ CaCO3。
2、守恒法
化学反应的实质是原子的重新组合，依据质量守恒定律，在化学反应中存在一系列守恒关系，如质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
(1）质量守恒：化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。
(2）电荷守恒：电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混合物、溶液等，正电荷总数和负电荷总数相等。
如K2SO4和NaCl的混合溶液中，n（K+）+n（Na+）=2n（）+ n（Cl ）
(3）电子得失守恒：电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。如反应2Al +6H+=2A13++3H2↑中，2molAl失去6mol电子，H+得到6mol电子生成3molH2。
3、差量法
根据反应前后物质有关物理量发生的变化，找出所谓“理论差量”，该差量的大小与反应物的有关量成正比关系。差量法就是借助这种比例关系，解决问题的计算方法。
如Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 固体质量增加
56g 64g 64g-56g=8g
X m
则= x=7mg，即参加反应的Fe的质量为7mg。
1、有关Al与NaOH溶液反应的说法正确的是( )
A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1
C．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱
D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
2、用铝箔包装0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)( )
A．O2与H2的混合气体
B．1.12 LH2
C．大于1.12 LH2
D．小于1.12 L气体
3、将12.8 g铜片放入足量的AgNO3溶液中，一段时间后，取出铜片洗净烘干，称得质量为13.56 g，计算有多少克铜被氧化。
4、取43.5 gMnO2与足量浓盐酸混合加热反应，求生成的Cl2在标准状况下的体积。
参考答案
自主学习
1、物质的量
2、物质的量，体积
4、1molH2与1molCl2完全反应生成2molHCl。
随堂检测
1、解析：Al与NaOH溶液的反应可视为两步反应：①2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；②NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。将二式叠加后可得总反应方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2NaAlO2＋3H2↑＋4H2O，在分析该氧化还原反应时，不能将两端的水消去，因为①式是氧化还原反应，而②式为非氧化还原反应，若将两端水消去，可得另一总反应方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，若分析此反应时，NaOH就被错误地认为是氧化剂了。
经以上分析可知，A、B项错误；D项正确；C项说法也是错误的，因为金属的活泼性与金属失电子的能力有关，而与是否具有两性无关，如Al比铁的活泼性强。
答案：D
2、解析：在题中隐藏着一个至关重要的条件“铝箔”，Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2的总和，显然要比Na单独反应产生的H2多。
Na ＋ H2O === NaOH ＋ H2↑
0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol
Al ＋ NaOH ＋ H2O === NaAlO2 ＋ H2↑
0.1 mol 0.15 mol
答案：C
3、解析：设：参加反应的铜的质量为x
Cu ＋ 2AgNO3 === Cu(NO3)2 ＋ 2Ag Δm
64 g 216 g 152 g
X 13.56 g－12.8 g＝0.76 g
＝ ，解得x＝0.32 g
所以有0.32 g铜被氧化
当然本题也可采用方程组法求解，或用方程法求解，但较繁琐。
答案：0.32 g
4、解析：依据MnO2与浓盐酸反应的化学方程式知：参加反应的MnO2与生成的Cl2的物质的量之比为：n(MnO2)∶n(Cl2)＝1 mol∶1 mol。1 molMnO2的质量为87 g,1 molCl2在标况下的体积为22.4 L，若用87 gMnO2代换1 mol MnO2，用22.4 LCl2代换1 molCl2，则应存在以下比例关系：m(MnO2)∶V(Cl2)＝87 g∶22.4 L。
因此，本题可将物质的摩尔质量和气体摩尔体积应用于化学方程式进行计算，直接求出Cl2的体积。
答案：设生成的Cl2在标准状况下的体积为x，
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
87 g 22.4 L
43.5 g x
＝ x＝＝11.2 L
答：生成的Cl2在标准状况下的体积是11.2 L。
1、会运用物质的量与其他物理量的换算关系。
2、会运用物质的量进行化学方程式计算。
3、会运用化学计算中的常用方法解决实际问题。
一、物质的量与各物理量间的关系
1、图示关系
2、计算公式
n = = = = c V(溶液)
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
从以上例子可以看出：
1、任意物质的粒子数目之比等于____________之比。
2、在同温同压下，气态物质的粒子数目之比等于_____________之比，等于_____之比。
3、化学方程式中化学计量数之比=各物质的物质的量之比=各物质粒子数目之比。
4、化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2 + Cl2 2HCl可表示_________________________________。
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤。
1、基本步骤
2、应注意的问题
（1）化学方程式所表示的是纯净物之间量的关系。
（2）单位问题：上下一致，左右相当。
（3）如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。
二、化学计算中的常用方法
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，可直接确定已知量物质和未知量物质之间的“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。
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。
发生反应的化学方程式：3CO + Fe2O3 2Fe+3CO2，
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ + H2O
则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。
（2）根据原子守恒确定关系式：上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO ～ CaCO3。
2、守恒法
化学反应的实质是原子的重新组合，依据质量守恒定律，在化学反应中存在一系列守恒关系，如质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
(1）质量守恒：化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。
(2）电荷守恒：电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混合物、溶液等，正电荷总数和负电荷总数相等。
如K2SO4和NaCl的混合溶液中，n（K+）+n（Na+）=2n（）+ n（Cl ）
(3）电子得失守恒：电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。如反应2Al +6H+=2A13++3H2↑中，2molAl失去6mol电子，H+得到6mol电子生成3molH2。
3、差量法
根据反应前后物质有关物理量发生的变化，找出所谓“理论差量”，该差量的大小与反应物的有关量成正比关系。差量法就是借助这种比例关系，解决问题的计算方法。
如Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 固体质量增加
56g 64g 64g-56g=8g
X m
则= x=7mg，即参加反应的Fe的质量为7mg。
1、有关Al与NaOH溶液反应的说法正确的是( )
A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1
C．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱
D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
2、用铝箔包装0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)( )
A．O2与H2的混合气体
B．1.12 LH2
C．大于1.12 LH2
D．小于1.12 L气体
3、将12.8 g铜片放入足量的AgNO3溶液中，一段时间后，取出铜片洗净烘干，称得质量为13.56 g，计算有多少克铜被氧化。
4、取43.5 gMnO2与足量浓盐酸混合加热反应，求生成的Cl2在标准状况下的体积。
参考答案
自主学习
1、物质的量
2、物质的量，体积
4、1molH2与1molCl2完全反应生成2molHCl。
随堂检测
1、解析：Al与NaOH溶液的反应可视为两步反应：①2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；②NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。将二式叠加后可得总反应方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2NaAlO2＋3H2↑＋4H2O，在分析该氧化还原反应时，不能将两端的水消去，因为①式是氧化还原反应，而②式为非氧化还原反应，若将两端水消去，可得另一总反应方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，若分析此反应时，NaOH就被错误地认为是氧化剂了。
经以上分析可知，A、B项错误；D项正确；C项说法也是错误的，因为金属的活泼性与金属失电子的能力有关，而与是否具有两性无关，如Al比铁的活泼性强。
答案：D
2、解析：在题中隐藏着一个至关重要的条件“铝箔”，Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2的总和，显然要比Na单独反应产生的H2多。
Na ＋ H2O === NaOH ＋ H2↑
0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol
Al ＋ NaOH ＋ H2O === NaAlO2 ＋ H2↑
0.1 mol 0.15 mol
答案：C
3、解析：设：参加反应的铜的质量为x
Cu ＋ 2AgNO3 === Cu(NO3)2 ＋ 2Ag Δm
64 g 216 g 152 g
X 13.56 g－12.8 g＝0.76 g
＝ ，解得x＝0.32 g
所以有0.32 g铜被氧化
当然本题也可采用方程组法求解，或用方程法求解，但较繁琐。
答案：0.32 g
4、解析：依据MnO2与浓盐酸反应的化学方程式知：参加反应的MnO2与生成的Cl2的物质的量之比为：n(MnO2)∶n(Cl2)＝1 mol∶1 mol。1 molMnO2的质量为87 g,1 molCl2在标况下的体积为22.4 L，若用87 gMnO2代换1 mol MnO2，用22.4 LCl2代换1 molCl2，则应存在以下比例关系：m(MnO2)∶V(Cl2)＝87 g∶22.4 L。
因此，本题可将物质的摩尔质量和气体摩尔体积应用于化学方程式进行计算，直接求出Cl2的体积。
答案：设生成的Cl2在标准状况下的体积为x，
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
87 g 22.4 L
43.5 g x
＝ x＝＝11.2 L
答：生成的Cl2在标准状况下的体积是11.2 L。