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第4课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
1．从物质的量的角度认识化学反应。
2．以具体的简单计算为例，明确物质的量将贯穿于整个高中化学的学习。
3．物质的量、物质质量、气体体积、物质的量浓度之间的相互关系在化学反应中的应用。
一、物质的量在化学反应方程式中的应用
1．实验室用锌和盐酸制取氢气。现将65 g锌放入足量的盐酸中，请将反应物消耗的量、产物生成的量按要求填写下表：
化学反应 Zn ＋ 2HCl===ZnCl2 ＋ H2↑
1 ∶ 2 ∶ 1 ∶ 1
化学计量数之比
质量 65 g g g g
物质的量或
气体体积 或 L
(STP)
73
136
2
1mol
2mol
1mol
1mol
22.4
2.化学方程式中反应物或生成物的化学计量数之比等于对应物质的
之比。
物质的量
化学方程式 H2 ＋ Cl2 2HCl
化学计量数之比
物质的量之比
同条件下气体
体积之比
二、认识化学方程式中化学计量数之比表示的意义
1 ∶ 1∶ 2
1 ∶ 1∶ 2
1 ∶ 1∶ 2
一、物质的量用于化学方程式的计算
1．参与反应的各物质的物理量之间的比例关系
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋ dD(g)
化学计量数比：a ∶ b ∶ c ∶ d
质量比： aMA ∶ bMB ∶ cMC ∶ dMD
物质的量比： a ∶ b ∶ c ∶ d
气体体积比： a ∶ b ∶ c ∶ d
不同物质间相同物理量之间的换算可以按上述比例进行。
2．列比例式求解的方式
(1)aA(气)＋bB(气)===cC(气)＋dD(气)
a b c d
① n(A) n(B) n(C) n(D)
② v(A) v(B) v(C) v(D)
有比例式：
(2)aA ＋ bB === cC(气) ＋ dD
a×MA g b mol c×22.4 L d mol
m(A) n(B) V(C) n(D)
则比例关系：
[注：V(C)为标准状况下的气体体积]
利用化学方程式计算时，不同物质的物理量可以不同，但要相当；同一物质上、下物理量必须一致。
在10 mL物质的量浓度为2 mol·L－1的盐酸中加入足量的锌粒，完
全反应后，求：
(1)反应掉的锌粒的质量。
(2)标准状况下生成H2的体积。
【名师解析】 盐酸中n(HCl)＝0.01 L×2 mol·L－1＝0.02 mol
解法一：Zn ＋ 2HCl === ZnCl2＋H2↑
1 2 1
n(Zn) 0.02 mol n(H2)
1∶2＝n(Zn)∶0.02 mol n(Zn)＝0.01 mol
2∶1＝0.02 mol∶n(H2) n(H2)＝0.01 mol
m(Zn)＝n(Zn)·M(Zn)＝0.01 mol×65 g·mol－1＝0.65 g
V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.01 mol×22.4 L·mol－1＝0.224 L
解法二：Zn ＋ 2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 2 mol 22.4 L
m(Zn) 0.02 mol V(H2)
65 g∶m(Zn)＝2 mol∶0.02 mol，
m(Zn)＝ ＝0.65 g
2 mol∶0.02 mol＝22.4 L∶V(H2)
V(H2)＝ ＝0.224 L
【答案】 (1)0.65 g (2)0.224 L
二、过量计算
1．过量计算的原则
物质发生化学反应按着一定量的关系进行，但题目中若给出两个或两个以上反应物的量，解此类题应用过量法，即先确定哪种反应物过量，必须以不足的反应物的某量求算生成物的某量。
2．反应物过量的判断方法
(1)先求出两种反应物的物质的量之比，根据化学方程式有关反应物化学计量数关系进行判断，然后再按题目要求进行计算。
(2)假设其中一种反应物不足，完全反应，求出另一反应物的量，然后把另一反应物的所求量与已知量相比较，若小于已知量，说明假设正确；若大于已知量，说明假设不正确。
将5.55 g CaCl2与6.00 g Na2CO3共同溶于足量的水中并进行充分地搅
拌混匀，生成沉淀的质量是多少？
【名师解析】 判断过量的方法一：
因为CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
111 106
5.55 g 6.00 g
，所以反应物中的6.00 g Na2CO3是过量的，应根据CaCl2的投
入量进行计算。
判断过量的方法二：
n(CaCl2)＝ ＝0.05 mol
n(Na2CO3)＝ ＝0.057 mol
设CaCl2完全反应，由
CaCl2 ＋ Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
1 1
0.05 mol n(Na2CO3)
即反应掉n(Na2CO3)＝0.05 mol<0.057 mol，Na2CO3过量。
CaCl2＋Na2CO2===CaCO3↓＋2NaCl
1 mol 100 g
0.05 mol m(CaCO3)
1 mol∶0.05 mol＝100 g∶m(CaCO3)
m(CaCO3)＝ ＝5.00 g
【答案】 5.00 g
1．一般先将已知量转化为该物质的物质的量，再根据化学方程式计算。
2．若已知两种或两种以上反应物的数据，在利用化学方程式计算时，先判断过量问题，再用完全反应物质的数据计算。
1．将足量的铁屑放入100 mL稀硫酸中充分反应后，生成2.24 L H2(STP)。则稀硫酸的物质的量浓度为( )
A．3 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．1 mol·L－1 D．无法计算
【解析】 n(H2)＝ ＝0.1 mol
由Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
1 1
n(H2SO4) 0.1 mol
1∶1＝n(H2SO4)∶0.1 mol n(H2SO4)＝0.1 mol
c(H2SO4)＝ ＝1 mol·L－1
【答案】 C
2．在含HCl的量不同的两份盐酸中，分别投入等量的金属钠完全反应后，
两份盐酸中产生氢气的量( )
A．一样多
B．含HCl多的盐酸产生的氢气多
C．含HCl少的盐酸产生的氢气多
D．无法确定
【解析】 由于钠均能完全反应，计算产生H2的量应用Na的量计算，由于
Na的物质的量相等，故产生的H2的量相同。
【答案】 A
3．在反应A＋3B===2C中，若7 g A和一定量B完全反应生成8.5 g C，则A、
B、C的摩尔质量之比为( )
A．14∶3∶17 B．28∶2∶17
C．1∶3∶2 D．无法确定
【解析】 根据质量守恒定律m(B)＝8.5 g－7 g＝1.5 g
所以有n(A)＝ ，n(B)＝ ，n(C)＝
因此有1∶3∶2＝
即M(A)∶M(B)∶ M(C)＝28∶2∶17。
【答案】 B
4．将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol/L的盐酸中，在同温、同压
下产生的气体体积比是( )
A．1∶2∶3 B．6∶3∶2
C．3∶1∶1 D．1∶1∶1
【解析】 n(HCl)＝0.1 L×1 mol·L－1＝0.1 mol
钠与盐酸反应时，无论HCl是否足量，钠均能完全反应。
由2Na～H2 n(H2)＝ n(Na)＝ ×0.3 mol＝0.15 mol
Mg、Al与盐酸反应时Mg、Al均过量
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
2 1
0.1 mol n(H2)
n(H2)＝ ＝0.05 mol
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
6 3
0.1 mol n(H2)
n(H2)＝ ＝0.05 mol
根据阿伏加德罗定律知，同温同压下，Na、Mg与Al反应放出H2的体积比等
于放出H2的物质的量之比，即0.15 mol∶0.05 mol∶0.05 mol＝3∶1∶1。
【答案】 C
5．过氧化钠能与水发生反应，某同学欲用该反应制取标准状况下的氧气
1.12 L。
(1)计算至少需要称取过氧化钠的质量。
(2)若反应所得氢氧化钠溶液的体积是200 mL，计算该溶液中溶质的物质的
量浓度。
【解析】 根据化学反应方程式计算：
2Na2O2 ＋ 2H2O === 4NaOH ＋ O2↑
2×78 g 4 mol 22.4 L
m(Na2O2) 0.2 L×c 1.12 L
，m(Na2O2)＝7.8 g
，c＝1 mol·L－1
【答案】 (1)7.8 g (2)1 mol·L－1第三节
第4课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
一、选择题
1．1.2 mol氯气与化学式为A的单质完全反应生成0.8 mol的氯化物AClx，则x的值为
( )
A．1 B．2
C．3 D．4
【解析】 xCl2＋2A===2AClx
x 2
1.2 mol 0.8 mol
x＝＝3。
【答案】 C
2．在50 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中，FeCl3和CuCl2的浓度均为1 mol·L－1。在此
混合液中加入100 mL NaOH溶液，恰好完全反应，则该NaOH溶液的浓度为( )
A．0.5 mol·L－1 B．1 mol·L－1
C．1.25 mol·L－1 D．2.5 mol·L－1
【解析】 n(FeCl3)＝0.05 L×1 mol·L－1＝0.05 mol
FeCl3 ＋ 3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
1 3
0.05 mol n(NaOH)
n(NaOH)＝＝0.15 mol
CuCl2 ＋ 2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaCl
1 2
0．05 mol n(NaOH)
n(NaOH)＝＝0.1 mol
c(NaOH)＝＝2.5 mol·L－1
【答案】 D
3．在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO42－
完全沉淀；若加入足量强碱并加热可得到c mol NH3，则原溶液中的Al3＋的浓度
(mol·L－1)为( )
A. B.
C. D.
【解析】 由氮元素守恒可知n[(NH4)2SO4]＝mol，则Al2(SO4)3中含有的SO42－的物质
的量为 mol，因此原溶液中Al3＋的浓度为：＝mol·L－1。
【答案】 C
4．(2010年昆明高一检测)分别完全沉淀等物质的量浓度的KCl、CaCl2、AlCl3溶液中
的Cl－，消耗相同物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则上述溶液的体积
比为( )
A．6∶3∶2 B．1∶1∶1
C．9∶3∶1 D．3∶2∶1
【解析】 由题意知KCl、CaCl2、AlCl3溶液消耗AgNO3溶液的物质的量之比为3∶2∶1，
再由Ag＋＋Cl－===AgCl↓知KCl、CaCl2、AlCl3溶液中Cl－的物质的量之比为3∶2∶1，
故n(KCl)∶n(CaCl2)∶n(AlCl3)＝3∶∶＝9∶3∶1。
【答案】 C
5．将a g含NaOH的样品溶解在b mL 0.1 mol·L－1的硫酸中，再加入c mL 0.1 mol·L－1
的氢氧化钡溶液，反应后所得溶液恰好呈中性，则样品中NaOH的纯度是( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
【解析】 n(NaOH)＝(b×10－3)L×0.1 mol·L－1×2－(c×10－3)L×0.1 mol·L－1×2＝2(b
－c)×10－4mol
w(NaOH)＝×100%＝×100%
【答案】 A
6．(2010年泰安高一质检)将5.6 L CO2气体缓慢通过一定量的Na2O2固体后，得到3.36
L气体(气体体积均在标准状况下测定)，所得气体的质量为( )
A．3.8 g B．4.8 g
C．5.4 g D．6.6 g
【解析】 2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 气体体积减小
44.8 L 32 g 22.4 L
V(CO2) m(O2) (5.6－3.36)L
V(CO2)＝＝4.48 L
m(O2)＝＝3.2 g
剩余V(CO2)＝5.6 L－4.48 L＝1.12 L，即m(CO2)＝
×44 g·mol－1＝2.2 g
m(气)＝3.2 g＋2.2 g＝5.4 g
【答案】 C
7．某非金属单质A和氧气发生化合反应生成B。B为气体，其体积是反应掉的氧气体
积的2倍(同温同压)。以下对B分子组成的推测正确的是( )
A．有1个氧原子 B．有2个氧原子
C．有1个A原子 D．有2个A原子
【解析】 在同温同压下的气体，其体积之比等于其物质的量之比(阿伏加德罗定律的
推论)。反应掉的氧气与生成的B的体积之比是1∶2(同温同压)，则N(O2)∶N(B)＝
n(O2)∶n(B)＝1∶2。又知B是A和氧气化合反应的产物，A中不含氧，则1个B的分
子里含有1个氧原子(质量守恒定律)。
【答案】 A
8．在一定体积的容器中，加入1.5 mol氙气和7.5 mol氟气，于400 ℃和2 633 kPa下
加热数小时，然后迅速冷却至25 ℃，容器内除得到一种无色晶体外，还余下4.5 mol
氟气，则所得无色晶体产物中氙与氟的原子个数比是( )
A．1∶2 B．1∶3
C．1∶4 D．1∶6
【解析】 根据参加反应的Xe、F的原子守恒可得：
＝＝＝。
【答案】 C
二、非选择题
9．在25 ℃、101 kPa条件下，将15 L氧气通入10 L一氧化碳和氢气的混合气体中，
使其完全燃烧，干燥并恢复至原来的温度和压强。
若剩余气体的体积是15 L，则原一氧化碳和氢气的混合气体中：V(CO)＝________L，V(H2)＝________L。
若剩余气体的体积是a L，则原一氧化碳和氢气的混合气体中：V(CO)∶V(H2)＝
________。
【解析】 由2CO＋O22CO2,2H2＋O22H2O知，15 L O2与10 L CO、H2的混
合气体反应，O2足量。
(1)由2CO＋O2===2CO2 气体体积减少
44.8 L 22.4 L
V(CO) V(CO)
由2H2＋O2===2H2O(l) 气体体积减少
44.8 L 67.2 L
V(H2) V(H2)
有 解得
(2)
解得
V(CO)∶V(H2)＝(a－10)∶(20－a)
【答案】 (1)5 5 (2)
10．将标准状况下的HCl气体4.48 L溶于水形成100 mL溶液，然后与足量的铁屑充分
反应。回答下列问题：
(1)参加反应的铁的质量为________。
(2)生成H2的体积(标准状况)为________。
(3)取反应后的溶液10 mL，其中FeCl2的物质的量浓度为________。
【解析】 n(HCl)＝＝0.2 mol
Fe ＋ 2HCl === FeCl2 ＋ H2↑
56 g 2 mol 1 mol 22.4 L
m(Fe) 0.2 mol n(FeCl2) V(H2)
m(Fe)＝＝5.6 g
V(H2)＝＝2.24 L
n(FeCl2)＝＝0.1 mol
c(FeCl2)＝＝1 mol·L－1
【答案】 (1)5.6 g (2)2.24 L (3)1 mol·L－1
11．在一定条件下，使26 g氢气和氧气的混合气体充分发生反应，所得的产物在适当
温度下跟足量的固体过氧化钠反应，使固体增重2 g。求原混合气体中氧气和氢气的质
量。
【解析】 2H2＋O2点燃,2H2O
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
从固体增重的角度思考，将这两个化学方程式进行整合可得：
Na2O2(s)＋H2(g)2NaOH(s)
由此可知，化学反应前后的固体质量差就是参加反应的氢气的质量。
故参加反应的H2质量为2 g，O2质量为16 g。若剩余的8 g为H2，则H2质量为10 g，
O2质量为16 g；若剩余的8 g为O2，则H2质量为2 g，O2质量为24 g。
【答案】 (1)10 g H2和16 g O2
(2)2 g H2和24 g O2
12．向盛有10 g Na2O2固体的容器中充入一定体积的CO2气体，发生化学反应后再测
量气体体积时，发现体积减少了1.12 L(STP)。发生化学反应后的容器内固体的成分和
质量各是多少？
【解析】
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ΔV(CO2与O2的体积差)
156 g 212 g 22.4 L
m(Na2O2) m(Na2CO3) 1.12 L
m(Na2O2)＝156 g×1.12 L÷22.4 L＝7.8 g
m(Na2CO3)＝212 g×1.12 L÷22.4 L＝10.6 g
反应后剩余Na2O2的质量为10 g－7.8 g＝2.2 g
反应后的固体中含有Na2O2 2.2 g，Na2CO3 10.6 g。
【答案】 2.2 g Na2O2和10.6 g Na2CO3
13．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。若有3.20 g氢氧
化钠发生了化学反应，试求：
(1)生成的NaCl的质量。
(2)生成的NaClO的物质的量。
(3)被吸收的氯气在标准状况下的体积。
(4)生成水的物质的量。
【解析】 氯气与氢氧化钠反应的化学方程式是2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，
生成的NaCl的质量、NaClO的物质的量和被吸收的氯气在标准状况下的体积，都与反
应的3.20 g氢氧化钠之间存在着某种固定的比例关系。
2NaOH ＋ Cl2 === NaCl ＋ NaClO ＋ H2O
2×40 g 22.4 L 58.5 g 1 mol 1 mol
3．20 g V(Cl2) m(NaCl) n(NaClO) n(H2O)
(1)(2×40 g)∶3.20 g＝58.5 g∶m(NaCl)
m(NaCl)＝3.20 g×58.5 g/(2×40 g)＝2.34 g
(2)(2×40 g)∶3.20 g＝1 mol∶n(NaClO)
n(NaClO)＝3.20 g×1 mol/(2×40 g)＝0.040 mol
(3)(2×40 g)∶3.20 g＝22.4 L∶V(Cl2)
V(Cl2)＝3.20 g×22.4 L/(2×40 g)＝0.896 L
或22.4 L∶1 mol＝V(Cl2)∶n(NaClO)
V(Cl2)＝22.4 L×n(NaClO)/1 mol＝22.4 L×0.040 mol/1 mol＝0.896 L
(4)1 mol∶n(NaClO)＝1 mol∶n(H2O)
n(H2O)＝n(NaClO)＝0.040 mol
【答案】 (1)2.34 g (2)0.040 mol (3)0.896 L
(4)0.040 mol
14．在一定量的石灰乳中通入一定量的氯气，生成物中含有Cl－、ClO－、ClO3－三种含
氯元素的离子，其中ClO－、ClO3－两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所
示。
已知生成ClO3－的化学反应方程式为：
6Ca(OH)2＋6Cl2===5CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O
写出石灰乳中通入氯气生成次氯酸钙的化学反应方程式：
______________________________________________。
(2)t2时，Ca(ClO)2与Ca(ClO3)2的物质的量之和为________ mol。
(3)该石灰乳中反应的Ca(OH)2的质量为________g。
(4)通入的氯气在标准状况下的体积为________L。
【解析】 (2)由图知t2时n(ClO－)＝2 mol，n(ClO3－)＝1 mol，所以n[Ca(ClO)2]＝1 mol，
n[Ca(ClO3)2]＝0.5 mol，二者物质的量之和为1.5 mol。
(3)由2Cl2 ＋ 2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
2 2 1
2 mol 2 mol 1 mol
6Cl2＋6Ca(OH)2===5CaCl2＋Ca(ClO3)2＋6H2O
6 6 1
3 mol 3 mol 0.5 mol
m[Ca(OH)2]＝(2 mol＋3 mol)×74 g·mol－1＝370 g
V(Cl2)＝(2 mol＋3 mol)×22.4 L·mol－1＝112 L。
【答案】 (1)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(2)1.5 (3)370 (4)112
