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1、第4课时 物质的量在化学反应中的应用,1.掌握物质的量与其他物理量的换算关系。 2.掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。 3.了解化学计算中的常用方法。,一、物质的量与各物理量间的关系 1.图示关系,M,M,NA,NA,22.4Lmol-1,22.4Lmol-1,c,c,2.计算公式,二、物质的量在化学方程式的计算中的应用 化学方程式: H2 + Cl2 2HCl 系数之比: 1 1 2 物质微粒数之比: 1 1 2 扩大NA(6.021023)倍: NA NA 2NA 物质的量之比: 1 mol 1 mol 2 mol 标准状况下体积之比: 22.4 L 22.4 L 44.8 L 相同条
2、件下体积之比: 1 1 2,根据以上分析,完成以下空白: (1)任意物质的微粒数目之比等于_之比。 (2)在同温同压下,气态物质的微粒数目之比等于_之 比,等于_之比。 (3)同一种任意状态的物质的微粒数目之比等于_之比, 等于_之比。 (4)在同一化学方程式中,各物质的微粒数目之比等于_ 之比,均等于系数之比。,物质的量,物质的量,体积,物质的量,质量,物质的量,【思考辨析】 1.判断正误 (1)1 mol Na与水完全反应,产生22.4 L(标准状况下)的H2。( ) 分析:由钠与水的反应方程式:2Na+2H2O=2NaOH+H2可知, 1 mol钠与水完全反应只生成0.5 mol H2,
3、0.5 mol H2在标准状 况下的体积是11.2 L。 (2)酸碱恰好完全中和时,酸与碱的物质的量一定相等。( ) 分析:不一定。如H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O中,恰好中和 时,n(NaOH)=2n(H2SO4)。,(3)同温同压下,氢气和氯气恰好完全反应时,二者的体积之比 是11。( ) 分析:同温同压下,由氢气和氯气的反应方程式可知,二者的体 积之比是11。 (4)0.1 mol Zn与足量稀硫酸反应,生成0.1 mol H2。( ) 分析:正确。根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2的反应可知,0.1 molZn完全反应生成H2为0.1 mol。 (5)2 g氢气能与
4、1 mol氧气恰好完全反应。( ) 分析:2 g氢气只有1 mol,若与氧气恰好完全反应只需要 0.5 mol氧气,应该是氧气有剩余。,2.问题思考 (1)根据化学方程式进行计算时,各物质对应的物理量的单位,上、下、左、右都必须相同吗? 分析:各物质对应的物理量的单位上、下必须一致,左右相互对应即可。如 Zn + 2HCl=ZnCl2+H2 65 g 2 mol 22.4 L 6.5 g 0.2 mol 2.24 L,(2)在化学反应中,反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量吗? 分析:不一定。化学反应过程中,物质的总物质的量可能不变、减小或增大,与化学方程式中的系数有关。,【知识链接】
5、 系数 系数的概念应包括其内涵与外延,即系数之比与粒子数之比、物质的量之比、气体体积比、反应速率之比等的关系,就是一个化学反应每种物质前面的数字。,一、根据化学方程式计算的基本步骤“六字诀”,例如：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2223 g 2 mol 2 mol 22.4 Lm(Na) n(H2O) n(NaOH) V(H2)则有,【学而后思】 (1)学习了“物质的量”之后,你对2Na+2H2O=2NaOH+H2这个化学方程式的意义有什么新的认识? 提示:因为微粒数之比等于物质的量之比。该化学方程式可理解为:2 mol Na与2 mol H2O完全反应生成2 mol NaOH和
6、1 mol H2。,(2)5.6 g铁粉与足量的盐酸溶液反应生成H2的体积(标准状况 下)是多少? 提示:由题意可得 Fe + 2 HCl=FeCl2+H21 mol 22.4 LV(H2) V(H2)=2.24 L。,二、化学方程式的计算中常用的几种方法 1.过量计算 (1)过量计算的原则:物质发生化学反应是按化学方程式确定的比例关系进行的,若题目给出两个或两个以上反应物的量,则应先判断反应物谁过量,然后按不足量的反应物的量进行计算。 (2)反应物过量的判断方法: 先求出给定反应物的物质的量之比,与化学方程式中相应反应物的系数之比作比较进行过量判断。 假设其中一种反应物不足,完全反应,求出另
7、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。,2.差量法根据变化前后的差量列比例式计算 解题的一般步骤可分为: (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,关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强、密度、反应过程中热量的变化等,且该差量的大小与参加反应物质的有关量成正比; (3)根据反应方程式,从“实际差量”寻找比例关系,列比例式求解。,3.关系式法 当已知物和未知物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
8、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通入到澄清的石灰水中,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3CO3CO23CaCO3,即COCaCO3。 (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COCaCO3。,【知识备选】极值法 1.极值法的含义 极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值,进行判断分析
9、,求得结果。 2.极值法解题的三个基本思路 (1)把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。 (2)把混合物假设成纯净物。 (3)把平行反应分别假设成单一反应。,3.极值法解题的关键 紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落点。 4.极值法解题的优点 极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题,使解题过程简化,解题思路清晰,把问题化繁为简,由难变易,从而提高解题速度。,【学而后思】 (1)已知“S+O2 SO2,2SO2+O2 2SO3,SO3+H2O=H2SO4” 找出S与H2SO4之间的关系式。 提示:由方程式可知:SSO2SO3H2SO4,则S与H2SO4之间的关
10、系式为SH2SO4。 (2)已知“2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O”,则反应前后的固 体质量差是多少? 提示:该反应前的固体是NaHCO3,反应后的固体是Na2CO3,则反应 前后的固体质量差为284 g-106 g=62 g。,类型一 以物质的量为中心的相关计算 【典例】设NA为阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( ) A.1 mol Na2SO4溶于水,所得溶液中Na+个数为NA B.54 g H2O中含有3NA个水分子 C.标准状况下,NA个水分子所占的体积为22.4 L D.1 mol氢气中所含的原子数为NA,【解题指南】解答本题要注意以下2点: (1)了解以物质的量为中心
11、的有关计算的各种计算公式; (2)稀有气体的分子都是单原子分子。 【解析】选B。1 mol Na2SO4溶于水中,所得溶液中Na+的物质的量是2 mol,个数为2NA,A错误;54 g H2O的物质的量是54 g 18 gmol-1=3 mol,含有3NA个水分子,B正确;水在标准状况下不是气体,无法计算其体积,C错误;1 mol氢气中所含的原子数为2 mol,数目是2NA,D错误。,【方法规律】以物质的量为核心的解题思维模式 (1)认真审题,看清条件和要求,找出“已知量”和“未知量”之间的关系,主要是物质的量之间的关系,形成解题思路; (2)选择调用储存在自己脑中的知识信息,如有关化学方程式
12、的计算则先写出反应的化学方程式,将化学知识融会贯通,综合应用; (3)选择合适的方法,如方程式法等进行解答。,【变式训练】用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( ) A.常温常压下,14 g N2含有分子数为0.5NA B.64 g SO2含有氧原子数为NA C.标准状况下,22.4 L H2O的分子数为NA D.物质的量浓度为0.5 molL-1MgCl2溶液,含有Cl-数为NA 【解析】选A。14 g N2的物质的量是14 g28 gmol-1= 0.5 mol,分子数为0.5NA,A正确;64 g SO2的物质的量是 64 g64 gmol-1=1 mol,氧原子数为2NA,B错误
13、;H2O在标准状况下不是气体,故22.4 L的物质的量无法计算,C错误;MgCl2溶液的体积不确定,故其中Cl-数不确定,D错误。,【变式备选】(2013宣武区高一检测)下列说法正确的是( ) A.H2SO4的摩尔质量为98 g B.5.4 mL 4的H2O中有1.8061023个分子 C.标准状况下,2.24 L H2O原子数为0.5NA D.50 mL 1 molL-1BaCl2溶液中,Ba2+和Cl-物质的量之和是 0.1 mol,【解析】选B。摩尔质量的单位是gmol-1,A不正确;5.4 mL 4的H2O是5.4 g,物质的量为0.3 mol,所含的水分子的数目为0.3 mol6.0
14、21023mol-1=1.8061023,B正确;H2O在标准状况下是液体,C不正确;50 mL 1 molL-1BaCl2溶液中,Ba2+和Cl-物质的量之和是0.15 mol,D不正确。,类型二 物质的量应用于化学方程式的计算 【典例】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 molL-1 B.2 molL-1 C.1 molL-1 D.无法计算 【解题指南】解答本题的具体思路如下: 先写出具体的化学反应方程式,再根据方程式计算出硫酸的物质的量,最后根据硫酸的物质的量和溶液体积计算出硫酸的物质的量浓度。,【解析
15、】选C。 n(H2)=2.24 L/22.4 Lmol-1=0.1 mol 由Fe+H2SO4=FeSO4+H21 1n(H2SO4) 0.1 mol 则1n(H2SO4)=10.1 mol n(H2SO4)=0.1 mol c(H2SO4)=0.1 mol/0.1 L=1 molL-1,【名师点评】讲解本题时应注意以下3点: 1.思考本题时可以采用逆向思维的方式,让学生学会逆向思维在解决化学习题中的应用。 2.学会物质的量应用于化学方程式的计算的具体计算步骤。 3.进一步让学生熟悉以物质的量为中心的相关计算的有关公式,并让学生熟练应用。,【互动探究】(1)若反应后溶液的体积没有变化,则生成的硫酸亚铁的物质的量浓度是多少? 提示:若反应的硫酸的量是0.1 mol,则根据方程式可以计算出生成的硫酸亚铁的物质的量也是0.1 mol,所以如果体积不变的话,则硫酸亚铁的物质的量浓度也是1 molL-1。 (2)若生成的H2是2.24 L(STP),则反应掉的铁的质量是多少? 提示:生成的H2是2.24 L(STP),则反应掉的铁是0.1 mol,质量是5.6 g。,
