第二单元溶液组成的定量研究 第2课时化学反应的计算 自主预习新知导学 合作探究释疑解惑 课 堂 小 结 课标定位素养阐释 1.能准确描述物质的量在化学方程式计算中的应用步骤及 方法以定量的视角得出化学反应中相关量的关系 2.能说出化学计算中的常用方法,建立化学方程式计算模 型 自主预习新知导学 一、物质质的量与其他物理量之间间的关系 1.图示关系 2.计算公式 二、物质质的量在化学方程式计计算中的应应用 1.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物 质的量之比,也等于各物质的微粒数之比,对于有气体参加的 反应还等于气体体积之比(相同状况下) 2.物质的量应用于化学方程式中的计算步骤 (1)设:设所求物质的物质的量为n(B) (2)写:写出有关的化学方程式 (3)标:在化学方程式有关物质的化学式下面标出已知和未 知的有关物理量的关系,再代入已知量和未知量 (4)列:列出含有未知量的数学表达式 (5)算:根据表达式进行计算 (6)答:简明地写出答案 【自主思考1】 将6.5 g 锌放入足量的盐酸中充分反应,生成 标准状况下氢气的体积是多少? 提示:n(Zn)= =0.1 mol根据化学方程式Zn+2HCl ZnCl2+H2可知,n(H2)=n(Zn)=0.1 mol,V(H2)=nVm=0.1 mol22.4 Lmol-1=2.24 L。
【自主思考2】 将6.5 g 锌放入含有0.1 mol HCl的盐酸中,充 分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少? 提示:若已知两种或两种以上反应物的量,计算时首先要判 断哪种物质过量,以完全反应的物质的有关物理量为标准进 行计算n(Zn)= =0.1 mol,n(HCl)=0.1 mol,根据化学 方程式Zn+2HClZnCl2+H2可知Zn过量,应根据HCl的物 质的量进行计算n(H2)= n(HCl)=0.05 mol,V(H2)=nVm= 0.05 mol22.4 Lmol-1=1.12 L 【效果自测】 1.对于反应:2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g),化学计量数之比与 下列各项不等的是() A.分子数之比B.物质的量之比 C.质量之比D.体积之比(相同状况) 答案:C 2.若56 g铁粉完全氧化成氧化铁,需要消耗氧气的质量为( ) A.24 gB.32 g C.21 g D.16 g 答案:A 3.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气,下列 比例式正确的是() A.Zn+2HClZnCl2+H2 1 mol 1 mol 3.25 g x L B.Zn+2HClZnCl2+H2 65 g 1 L 3.25 g x L C.Zn+2HClZnCl2+H2 1 mol 22.4 L 0.05 mol x L D.Zn+2HClZnCl2+H2 65 g 1 g 3.25 g x L 答案:C 合作探究释疑解惑 探究任务务1 物质质的量在化学方程式计计算中的应应用 问题引领 化学方程式表示的意义 (或提供的信息) 1.化学方程式H2+Cl2 2HCl的含义有哪些?(从物质的转 化、微观粒子的数目、质量、物质的量4个方面分析) 提示:物质的转化:氢气和氯气在点燃条件下生成氯化氢; 微观粒子的数目:一个氢气分子与一个氯气分子结合生成两 个氯化氢分子; 质量:每2 g氢气与71 g氯气反应生成73 g氯化氢; 物质的量:1 mol H2与1 mol Cl2完全反应生成2 mol HCl。
2.化学反应前后质量是守恒的,那么物质的量也守恒吗? 提示:化学方程式中各物质的物质的量之比=各物质的化学 计量数之比,所以,化学反应后物质的量可能增加,可能减少,也 可能不变 3.根据化学方程式进行计算时,如果遇到已知物理量与未知 物理量不一致时,可以直接列式计算吗? 提示:由于同一物质的质量与其物质的量成正比关系,相同 状况下,气体体积与物质的量成正比关系,因此根据化学方程 式计算时,各物质对应的各物理量的单位上、下必须一致, 左、右相互对应即可 归纳提升 1.化学方程式所表示的意义 化学方程式既表示化学反应前后的物质变化,也表示反应物 和生成物之间的分子数关系、质量关系以及物质的量关系, 它还表示反应前后固体的质量差或物质的量的差等差量关 系 以H2和O2反应生成H2O为例,它所反映的关系可以表示为: 2H2+O2 2H2O 化学计量数()之比 2 1 2 质量(m)之比4 32 36 微粒或分子数(N)之比2 1 2 物质的量(n)之比2 1 2 结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于物质的量 之比,也等于微粒个数之比即: 2.物质的量在化学方程式计算中的应用 学习“物质的量”这一物理量后,可以从一个崭新的视角来认 识化学反应。
根据化学方程式进行计算时,列比例式不要拘 泥于质量之间的正比例关系,只要注意化学计量数,并使上下( 同一物质)单位相同,左右(两种物质)单位相对应,都可以列出 比例式,直接求解有关量 例如:对于反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2,其意义为:1 mol(65 g) Zn与1 mol H2SO4恰好完全反应生成1 mol(161 g)ZnSO4和1 mol H2,且溶液的质量增加63 g因此可列出如 下比例式: 已知上式中3个量中的任何一个,便可依据比例式求解另外2 个量 典型例题 【例题1】 已知Al与NaOH溶液反应的化学方程式为 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2向500 mL NaOH溶 液中投入10.8 g Al,两者恰好完全反应,计算: (1)Al的物质的量 (2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的 量浓度 (3)生成的H2在标准状况下的体积 答案:解:(1)Al的摩尔质量是27 gmol-1, (2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 2 2 0.4 mol n(NaOH) (3)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 2 mol322.4 L 0.4 mol V(H2) 答:(1)Al的物质的量为0.4 mol。
(2)参加反应的NaOH的物质的量为0.4 mol,NaOH的物质的 量浓度为0.8 molL-1 (3)生成的H2在标准状况下的体积为13.44 L (1)各种符号的书写要规范要注意字母的大 小写,如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量;“N”表示微粒数, 而“n”表示物质的量 (2)如果两种反应物的量都是已知的,求解某种产物的量时, 必须先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物质进行计 算 (3)在比例式中运算要带单位,未知数m、V等本身就是物理 量,带有单位,不要写成m g、V L 【变式训练1】 已知钠与水反应的化学方程式为 2Na+2H2O2NaOH+H2将2.3 g钠投入97.8 g水中,反应 完毕后,得到100 mL溶液,求: (1)产生的氢气在标准状况下的体积 (2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数 (3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度 2Na+2H2O2NaOH+H2 2 mol 22.4 L 0.1 mol V(H2) 生成的氢气在标准状况下的体积为V(H2)= =1.12 L (2)0.1 mol Na完全反应生成0.1 mol NaOH和0.05 mol H2,氢 氧化钠的质量为40 gmol-10.1 mol=4 g,所得溶液质量为2.3 g+97.8 g-2 gmol-10.05 mol=100 g,则所得溶液中氢氧化钠 答:(1)产生的氢气在标准状况下的体积为1.12 L。
(2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为4% (3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为1 molL-1 探究任务务2 化学计计算中常用的三种方法 问题引领 1.将一定量的锌放入盐酸中,完全反应后,溶液质量增加6.3 g,计算参加反应的锌的物质的量 提示: Zn+2HClZnCl2+H2m 1 mol 63 g n 6.3 g n=0.1 mol 提示:方法一:根据化学方程式得 4FeS28SO28SO38H2SO4,即FeS22H2SO4 方法二:由硫元素守恒得,FeS22H2SO4 归纳提升 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)2CaCO3+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。
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 (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.差量法 根据化学反应前后物质的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差量 法就是借助这种比例关系,解决问题的计算方法 典型例题 【例题2】 把一铁棒插入CuSO4溶液中,过一段时间取出,铁 棒质量增加了4 g,求参加反应的Fe的质量 答案:28 g 解析: Fe+CuSO4FeSO4+Cum(质量增加) 56 64 64-56=8 m(Fe) 4 g m(Fe)=28 g 加热,待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧,共 收集得9 g水,则加入的铁粉质量为() A.14 gB.42 g C.56 gD.28 g 答案:D 解析:设加入的铁粉的质量为x。
根据各步反应的定量关系, 可列出关系式: 推出:FeH2O 56 18 x 9 g x=28 g,即加入的铁粉为28 g 课 堂 小 结 十年寒窗磨利剑，十年寒窗磨利剑， 一朝折桂展宏图！一朝折桂展宏图！ 。