2.2.2 化学反应的计算 课件(共31张PPT)2023-2024学年高一化学苏教版必修一

(共31张PPT)
专题2
第二单元　第2课时　化学反应的计算
素养 目标
1.认识物质的量在化学反应计算中的重要作用,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
2.掌握不同的计算方法进行化学反应的计算。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
目录索引
基础落实·必备知识全过关
自主梳理
1.应用物质的量进行常见化学量之间的换算
2.应用物质的量进行化学式中粒子之间的换算
(1)找出化学式中粒子之间的物质的量关系:粒子之间的个数比=　　　　　　　　。
(2)再将粒子之间的物质的量关系换算成其他物理量的关系。
物质的量之比
3.物质的量在化学方程式中的应用
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于各物质的　　　　　　之比。如:
　　　　　　　　 2H2+O2 2H2O
化学计量数之比 2 ∶ 1　∶ 2
物质的量之比 2 ∶ 1　∶ 2
利用“　　 　　”的桥梁作用,可以把各种化学量有机联系在一起。如标准状况下各物质之间的量的关系:
CuO　+　 H2　 Cu　+　H2O
　　 mol 　　 L 　　 g 6.02×1023
物质的量
物质的量
1
22.4
64
(2)计算步骤:
①写出有关的化学方程式或由化学方程式找出　　　　　　　　;
②在化学方程式下面注明有关的量(注明的量应是　　　　的量);
③列出比例式,计算出结果(列比例式时,不要拘泥于质量之间的正比关系,只要满足化学计量数关系,且物质的物理量单位“上下一致,左右相当”);
④规范写出答案。
关系式
纯净物
重难探究·能力素养全提升
探究　利用化学方程式的计算
情境探究
某二价金属M的氧化物10 g与90 g稀硫酸恰好完全反应形成无色透明的溶液,测得反应后溶液中溶质的质量分数为30%。
(1)试计算该金属M的相对原子质量和上述稀硫酸中溶质的质量分数。
提示 由质量守恒定律可知,反应后溶液中溶质质量为100 g×30%=30 g,设金属M的相对原子质量为M,稀硫酸中H2SO4的质量为x。
　　　MO　+　H2SO4===MSO4+H2O
M+16 98 M+96
10 g x 30 g
(M+16)∶(M+96)=10 g∶30 g
解得M=24,可知M为镁元素,98∶40=x∶10 g,x=24.5 g,硫酸溶液中溶质的质
(2)计算反应后溶液中氢元素与氧元素的质量比。
提示 反应后溶液中MgSO4的质量为30 g,则水的质量为70 g,氢元素的质量即水中氢元素的质量,氧元素的质量是水与硫酸镁中氧元素的质量和。氢
1.计算原理
aA(g) + bB(g) === cC(g) + dD(g)
化学计量
数之比
质量之比 aMA ∶ bMB ∶ cMC ∶ dMD
物质的
量之比
气体体积之
比(同温同压下)
a ∶ b ∶ c ∶ d
a ∶ b ∶ c ∶ d
a ∶ b ∶ c ∶ d
知识归纳
一、利用化学方程式的简单计算
不同物质的相同物理量之间的换算可以按上述关系进行。解题时要注意化学方程式中各种物质对应关系的单位问题,同一物理量单位要一致。如果涉及两种物理量,要做到两种物理量“上下一致,左右相当”。
2.解题步骤
(1)根据题意书写正确的化学方程式。
(2)明确已知条件,化学方程式所表示的是参加反应的纯净物之间的量的关系,因此,不纯物质的量必须换算成纯净物的量,未参加反应的物质要排除在外。
(3)建立已知量与未知量之间的比例关系,求出未知量。
二、利用化学方程式计算中的常见方法
1.差量法
差量法是指根据化学反应前后物质的某种差量进行计算的方法。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积、反应过程中的热量等在反应中产生的差量,该差量的大小与参加反应的各物质的有关量成正比。解题的关键就是利用相关差量与物质有关量的正比关系列出比例式,然后求解。解题的一般步骤:
(1)准确写出有关反应的化学方程式。
(2)深入细致地分析题意,有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。
(3)根据化学方程式,列出“理论差量”“实际差量”与物质相关量的比例关系,然后列比例式求解。
2.关系式法
关系式法适用于多步进行的连续反应的相关计算,以中间产物为媒介,找出起始原料和最终产物的关系式,可将多步计算一步完成。利用关系式解决多步反应的相关计算方便简捷。
3.守恒法
所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循某些守恒定律,在化学变化中有各种各样的守恒,如质量守恒、原子数目守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。解题步骤:
应用体验
1.(1)已知2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,将9.2 g钠投入足量的水中生成NaOH的质量是　　　　　g,生成H2在标准状况下的体积为　　　　　 L。
(2)已知2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.6 L Cl2(标准状况)完全反应,生成NaClO的物质的量为　　　　　;原NaOH溶液物质的量浓度为　　　　　。
答案 (1)16　4.48　(2)0.25 mol　1.25 mol·L-1
解析 (1)依据题意→出正确的化学方程式→出量的关系→比例求解
方法一:
2Na+2H2O===2NaOH　+　H2↑
46 g 80 g 22.4 L
9.2 g m(NaOH) V(H2)
2Na+2H2O===2NaOH　+　H2↑
2 mol 2 mol 1 mol
0.4 mol n(NaOH) n(H2)
n(NaOH)=0.4 mol,n(H2)=0.2 mol,
则m(NaOH)=n(NaOH)×M(NaOH)=0.4 mol×40 g·mol-1=16 g,
V(H2)=n(H2)×Vm=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L。
2NaOH + Cl2===NaCl+NaClO+H2O
2 mol 1 mol 1 mol
n(NaOH) 0.25 mol n(NaClO)
0.25 mol∶n(NaClO)=1∶1,则n(NaClO)=0.25 mol,
2.已知2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,某同学欲制取标准状况下的氧气1.12 L,至少需要称取过氧化钠(Na2O2)的质量为　　　　 g,反应后生成NaOH的物质的量为　　　　 mol。
答案 7.8　0.2
解析 设需要过氧化钠的质量为m,生成NaOH的物质的量为n,则
2Na2O2+2H2O===4NaOH　+　O2↑
2×78 g 4 mol 22.4 L
m(Na2O2) n(NaOH) 1.12 L
3.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是(　　)
A.35 g B.30 g
C.20 g D.15 g
C
解析 500 mL 1 mol·L-1盐酸中HCl的物质的量为0.5 mol,根据氯元素守恒,CuCl2的物质的量为0.25 mol。根据铜元素守恒可知,原混合物中含有铜元素的物质的量为0.25 mol,则灼烧等质量的题给混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol,则得到氧化铜的质量为m(CuO)=0.25 mol×80 g·mol-1
=20 g。
学以致用·随堂检测全达标
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1.给出下列条件,无法确定该物质摩尔质量的是(　　)
A.已知气体在标准状况时的密度
B.已知物质的体积和质量
C.已知物质的质量和物质的量
D.已知物质一个分子的实际质量
B
解析 标准状况下,气体摩尔体积是22.4 L·mol-1,根据ρ= 能计算出其摩尔质量,A可以;已知物质的体积和质量可以求出其密度,由于不知物质状态及所处条件,故无法计算其摩尔质量,B不能;由M= 可计算其摩尔质量,C可以;物质一个分子的实际质量与阿伏加德罗常数的乘积就是该物质的摩尔质量,D可以。
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2.由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,其中c(H+)=0.2 mol·L-1,
c(Al3+)=0.2 mol·L-1,c( )=0.5 mol·L-1,则c(K+)为(　　)
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1
B
解析 溶液呈电中性,由电荷守恒可知,c(K+)+c(H+)+3c(Al3+)=2c( ),即c(K+)+0.2 mol·L-1+0.2 mol·L-1×3=0.5 mol·L-1×2,解得c(K+)=0.2 mol·L-1。
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3.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　)
A.NA个Al(OH)3胶体粒子的质量为78 g
B.常温常压下,2.24 L H2含氢原子数小于0.2NA
C.136 g CaSO4与KHSO4的固体混合物中含有的阴离子的数目大于NA
D.100 g 9%的葡萄糖(C6H12O6)水溶液中的氧原子数为0.3NA
B
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解析 一个氢氧化铝胶粒是多个氢氧化铝“分子”的聚集体,故NA个氢氧化铝胶粒的质量大于78 g,A错误;常温常压下,Vm>22.4 L·mol-1,则2.24 L H2的物质的量小于0.1 mol,含有的H原子数小于0.2NA,B正确;CaSO4与KHSO4固体摩尔质量相同,都是136 g·mol-1,136 g CaSO4与KHSO4的固体混合物的物质的量为1 mol,含有的阴离子的数目等于NA,C错误;溶质葡萄糖和溶剂水中都含有氧原子,溶液中所含氧原子物质的量
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4.将8 g Fe2O3投入150 mL某浓度的稀硫酸中,再投入7 g 铁粉收集到1.68 L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4 mol·L-1的NaOH溶液150 mL。则原硫酸的物质的量浓度为(　　)
A.1.5 mol·L-1 B.0.5 mol·L-1
C.2 mol·L-1 D.1.2 mol·L-1
C
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5.实验室需要制备22.4 L(标准状况)H2,现用质量分数为90.0%的锌粒与足量的稀盐酸反应(假设杂质不与稀盐酸反应),按要求填充下列空格:
(1)至少需要质量分数为90.0%的锌粒　　　　　g。
(2)生成的氯化锌的物质的量是　　　　　。
72.2
1 mol
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解析 设至少需要含锌90.0%的锌粒的质量为x,则锌单质质量为90%x,设生成的氯化锌的物质的量为y。
　Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
65 g 1 mol 22.4 L
90%x y 22.4 L
本 课 结 束