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物质的量在化学方程式计算中的应用
一、教学目标
1、通过对化学方程式中化学计量数意义的重新认识，完成对化学反应从微观认知到宏观认知的转变，明确化学计量数在不同层次的运算中的使用。
2、通过物质的量在化学方程式中的应用，理解物质的量在高中化学计算中的重要作用，建立高中使用物质的量及相关概念在化学方程式计算中应用的基本模型。
二、教学重难点
1、重点：物质的量在化学方程式计算中的应用
2、难点：化学方程式中常用的计算方法
三、教学过程
环节一、新课导入
【教师】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这些粒子按一定的数目关系进行的。
【提问】那么，化学方程式中的化学计量数可以明确表示出什么？
【学生】化学反应中粒子之间的数目关系。
【教师】下面一起学习物质的量在化学方程式计算中的应用。
环节二、根据化学方程式进行计算的基本步骤
【教师】先回顾以物质的量为核心的计算公式。
【学生1】已知物质的质量m，n=m/M
【学生2】已知物质的粒子数N，n=N/NA
【学生3】已知标准状况时气体的体积V，n=V/Vm
【学生4】已知溶液中溶质的物质的量浓度c(B),n(B)=c(B)/V
【思考】化学方程式中各物质的物质的量与化学计量数之间有什么关系？以二氧化碳气体与氧气的反应为例。
【学生】化学计量数之比为2：1：2，同时物质的微粒数之比也为2：1：2
【教师】若将微粒数目扩大NA倍之后，各物质微粒数之比为多少？
【学生】依旧也为2：1：2，根据计算公式n=N/NA,物质的量之比也为2：1：2
【教师】此时各物质标准状况下体积之比为多少？
【学生】44.8L：22.4L: 44.8L ,同样比值也为2：1：2
【教师】相同状况下各气体的体积之比均为多少？
【学生】2：1：2
【教师】通过上述的推导，可得出结论：
1、化学方程式各物质的化学计量数之比等于物质的量之比。
2、有气体参与的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比。
【教师】计算依据掌握以后，下面一起来了解如何根据化学方程式进行计算。
1、写——写出正确的化学方程式
2、设——设出的未知数直接用物理量的符号表示，且不带单位
3、标——在有关物质下面标出已知物质和所求物质的相关数值
4、列——将有关的几个量列出比例式
5、解——根据上述比例式求解未知数并作答
【练习】250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。
计算：（1）参加反应的铁屑的物质的量;
（2）生成H2的体积（标准状况）。
【学生1】 计算出参加反应的H2SO4的物质的量：n(H2SO4)=CV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol
1、写反应方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
2、设参与反应的铁的物质的量为n(Fe) 1 1
3、标 n(Fe) 0.5mol
4、列1/1= n(Fe)/0.5mol
5、解n(Fe)=0.5 mol
【学生2】 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1 1
0.5 mol n(H2)
1/1= 0.5 mol/ n(H2)
n(H2)= 0.5 mol V(H2）= 0.5 mol×22.4 L/mol=11.2L
环节三、化学方程式中常用的计算方法
【教师】第一种方法为关系式法，通过找出已知量与未知量之间的比例关系式进行计算的方法。
其中，第一种关系式为纵向关系式，指经过多步的连续反应，即后一反应的反应物为前一反应的生成物，采用“加合”将多步运算转化为一步计算。
【练习】用足量的CO还原Fe2O3，将所生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到的沉淀为60 g，则Fe2O3的质量是 ( B )
A．16 g B．32 g C．64 g D．80 g
【学生】n(CaCO3)= 60 g ÷100 g/mol = 0.6 mol
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 3CO2＋3Ca(OH)2 = 3CaCO3↓＋3H2O
根据以上两个方程式得到关系式为：Fe2O3～3CO2～3CaCO3
1 3
n(Fe2O3) 0.6 mol
根据比例式可得：n(Fe2O3)＝0.2 mol
m(Fe2O3)=0.2 mol×160 g/mol=32 g
【教师】第一种关系式为横向关系式，是指几种不同的物质中含有相同的量，根据该相同量将几种不同的物质直接联系起来进行运算。
【练习】250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：
（1）参加反应的铁屑的物质的量；（2）生成H2的体积（标准状况）。
【学生】 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1mol 1mol 22.4L
n(Fe) 0.5mol V(H2)
1mol/ n(Fe)=1mol/0.5mol=22.4L/ V(H2)
解得n(Fe) =0.5mol, V(H2)=11.2L
【讲解】通过横向关系式可以同时求出俩个未知量。
【教师】第二种方法为守恒法，利用化学反应前后某些量之间的等量关系。
第一种为质量守恒法，宏观特征：反应前后质量守恒；微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒。
第二种为得失电子守恒法，还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数
第三种为电荷守恒法，溶液中正负电荷总数一定相等，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同且电性相同。
【练习】4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量为多少克？
【学生】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)
比例式为：46/106=4.6g/ m(Na2CO3)
m(Na2CO3)=10.6g
【讲解】该题运用质量守恒，反应前后原子个数与种类相等。
【练习】用 FeSO4将酸性K2Cr2O4还原为 Cr2(SO4)3，消耗 3mL 2 mol L 1 FeSO4溶
液时，消耗的 K2Cr2O4的物质的量为 ( A )
A、1.0×10 3mol B、1.2×10 3mol C、2.4×10 3mol D、3.6×10 3mol
【讲解】通过运用得失电子守恒解题。
【教师】第三种方法为差量法，是指有的化学反应会出现固体、液体、气体质量在反应前后有所改变的现象，根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比，从而求出化学反应中反应物或生成物的质量。
【练习】把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了2 g，参加反应的Fe的质量为多少克？
【学生】 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Δm
56g 64g 64 g－56 g＝8 g
m(Fe) 2g
列出比例式为56g/ m(Fe)=8g/2g
m(Fe)=14g(共19张PPT)
授课老师：XXX
第三节第2课时
物质的量在化学方程式计算中的应用
第三章
人教版 必修第一册
THE APPLICATION OF MATERIAL QUANTITY IN CHEMICAL EQUATION CALCULATION
课堂导入
那么，化学方程式中的化学计量数可以明确表示出什么？
化学反应中粒子之间的数目关系。
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这些粒子按一定的数目关系进行的。
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤
以物质的量为核心的计算公式
n =
NA
N
=
M
m
=
Vm
V
=
cB · V
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
为溶液的体积
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤
【思考】化学方程式中各物质的物质的量与化学计量数之间有什么关系？
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤
化学方程式中的定量关系
2CO + O2 ==== 2CO2
点燃
化学计量数之比
2
1
2
:
:
标准状况下体积之比
44.8L
22.4L
44.8L
:
:
物质的微粒数之比
2
1
2
:
:
扩大NA倍后
2NA
NA
2NA
:
:
物质的量之比
2mol
1mol
2mol
:
:
相同状况下体积之比
2
1
2
:
:
=2:1:2
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤
结论一：
化学方程式各物质的化学计量数之比等于物质的量之比。
结论二：
有气体参与的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其体积之比。
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤
写
写出正确的化学方程式
设
设出的未知数直接用物理量的符号表示，且不带单位
标
在有关物质下面标出已知物质和所求物质的相关数值
列
将有关的几个量列出比例式
解
根据上述比例式求解未知数并作答
课堂检测
【例题】250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：（1）参加反应的铁屑的物质的量;（2）生成H2的体积（标准状况）。
计算出参加反应的H2SO4的物质的量：
n(H2SO4)=CV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol
写
反应方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
设
n(Fe)
0.5 mol
标
1
1
列
1
1
n(Fe)
0.5 mol
解
n(Fe)=0.5 mol
答：参与反应铁屑的物质的量为0.5 mol。
课堂检测
【例题】250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：（1）参加反应的铁屑的物质的量;（2）生成H2的体积（标准状况）。
计算出参加反应的H2SO4的物质的量：
n(H2SO4)=CV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol
写
反应方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
0.5 mol
n(H2)
1
1
1
1
0.5 mol
n(H2)
n(H2)=0.5 mol
答：生成H2的体积在标准状况下是11.2 L。
V(H2）= 0.5 mol×22.4 L/mol=11.2L
二、化学方程式中常用的计算方法
化学计算中的常用方法
方法一：关系式法
找出已知量与未知量之间的比例关系式进行计算的方法。
（1）纵向关系式
经过多步的连续反应，即后一反应的反应物为前一反应的生成物，采用“加合”将多步运算转化为一步计算。
课堂检测
【例题】用足量的CO还原Fe2O3，将所生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到的沉淀为60 g，则Fe2O3的质量是 ( )
A．16 g B．32 g C．64 g D．80 g
B
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
3CO2＋3Ca(OH)2 = 3CaCO3↓＋3H2O
根据以上两个方程式得到关系式为：Fe2O3～3CO2～3CaCO3
1
3
n(Fe2O3)
n(CaCO3)
n(CaCO3)= 60 g ÷100 g/mol = 0.6 mol
根据比例式可得：n(Fe2O3)＝0.2 mol
m(Fe2O3)=0.2 mol×160 g/mol=32 g
二、化学方程式中常用的计算方法
化学计算中的常用方法
方法一：关系式法
找出已知量与未知量之间的比例关系式进行计算的方法。
（2）横向关系式
几种不同的物质中含有相同的量，根据该相同量将几种不同的物质直接联系起来进行运算。
课堂检测
【例题】250 mL 2 mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：
（1）参加反应的铁屑的物质的量；（2）生成H2的体积（标准状况）。
反应方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1mol
1mol
22.4L
n(Fe)
0.5mol
V(H2)
1 mol
n(Fe)
1 mol
0.5mol
=
22.4L
V(H2)
=
解得n(Fe) =0.5mol, V(H2)=11.2L
二、化学方程式中常用的计算方法
化学计算中的常用方法
方法二：守恒法
利用化学反应前后某些量之间的等量关系。
质量守恒法
宏观特征：反应前后质量守恒；微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒
得失电子守恒法
还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数
电荷守恒法
溶液中正负电荷总数一定相等，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同且电性相同。
课堂检测
【例题】4.6 g钠在空气中久置，最终得到Na2CO3的质量是 g。
10.6
解：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)
2×23
4.6g
=
则
106
m(Na2CO3)
m(Na2CO3)=
106×4.6g
2×23
=10.6g
课堂检测
A
1.0×10 3mol
用 FeSO4将酸性K2Cr2O4还原为 Cr2(SO4)3，消耗 3mL 2 mol L 1 FeSO4溶
液时，消耗的 K2Cr2O4的物质的量为 ( )
A
B
1.2×10 3mol
C
2.4×10 3mol
D
3.6×10 3mol
二、化学方程式中常用的计算方法
化学计算中的常用方法
方法三：差量法
有的化学反应会出现固体、液体、气体质量在反应前后有所改变的现象，根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比，从而求出化学反应中反应物或生成物的质量。
课堂检测
【练习】把铁棒插入CuSO4溶液，一段时间后取出，铁棒质量增加了2 g，参加反应的Fe的质量为 。
解： Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
56g
14g
64g
Δm
64 g－56 g＝8 g
2g
56g
m(Fe)
=
则
8g
2g
，m(Fe)=14g
m(Fe)
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