2020新教材高中化学 第三章 第二节 第二课时 物质的量在化学方程式计算中的应用课件 新人教版必修

[明确学习目标]学会根据化学方程式计算的一般步骤和方法。23学生自主学习学生自主学习物质的量在化学方程式计算中的应用(1)图示(2)计算公式n＝＝＝＝□01mM□02NNA□03V气体Vm□04c·V(溶液)2.化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑化学计量数之比2∶2∶2∶1扩大NA倍2NA∶2NA∶2NA∶NA物质的量之比2mol∶2mol∶2mol∶1mol结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子数之比，也等于各物质的之比，对于有气体参与的反应还等于气体体积之比。□05物质的量“化学反应前后质量是守恒的，那么物质的量也肯定守恒。”这种说法对吗？提示：不对，化学方程式中各物质的物质的量之比等于各物质的化学计量数之比，所以化学反应前后，物质的量可能增大、减小或不变。提示23课堂互动探究知识点应用化学方程式进行计算的基本步骤和常用方法1.六个基本步骤2.应用化学方程式计算的常用方法(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，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”即可求解未知量。(2)守恒法化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。(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，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。(4)平均值法当A、B两种物质发生同一类型的反应时，可将A、B组成的混合物看作一种物质，从而计算出混合物的平均摩尔质量M，则A、B的摩尔质量将符合M(A)MM(B)或M(B)MM(A)或M(A)＝M(B)＝M。某同学取不同质量的镁铝合金样品分别与30mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积(已转化为标准状况)如下：通过计算求：(1)该盐酸的物质的量浓度。(2)合金中镁的质量分数(结果保留两位小数)。(3)在C组实验后，还需向容器中加入多少体积(mL)同浓度的盐酸才能使剩余合金恰好完全溶解？[批注点拨][解析](1)C组实验中盐酸完全反应，n(H2)＝0.672L22.4L·mol－1＝0.03mol，则c(HCl)＝2×0.03mol0.03L＝2.0mol·L－1。(2)设0.510g合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，由于A组实验中盐酸过量，金属完全反应，生成氢气n(H2)＝0.56L22.4L·mol－1＝0.025mol，由合金质量知：xmol×24g·mol－1＋ymol×27g·mol－1＝0.510g，由反应得失电子数相等得：2xmol＋3ymol＝0.025mol×2，解得：x＝y＝0.01，则w(Mg)＝0.01mol×24g·mol－10.510g×100%≈47.06%。解析(3)C组实验的合金中n(Al)＝n(Mg)＝0.01mol×0.918g0.510g＝0.018mol，与盐酸恰好反应后，溶液中只有AlCl3和MgCl2。溶解0.918g合金共需要n(HCl)＝0.018mol×3＋0.018mol×2＝0.09mol，V(HCl)＝0.09mol2.0mol·L－1＝0.045L＝45mL，还需要加入45mL－30mL＝15mL盐酸，才能使剩余合金恰好完全溶解。[答案](1)2.0mol·L－1(2)47.06%(3)15mLZ答案解析[练1]等质量的两份铝分别与足量稀硫酸和足量NaOH溶液反应，若消耗的两溶液的体积相等，则两溶液的物质的量浓度之比为()A.3∶2B．2∶3C.1∶1D．1∶2答案A答案解析依题意，两份铝的物质的量相等，设n(Al)＝1mol。得：n(NaOH)＝1mol。两溶液体积相等，故c(H2SO4)∶c(NaOH)＝n(H2SO4)∶n(NaOH)＝1.5∶1＝3∶2。解析[练2]将4.6gNa和2.7gAl同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释、定容为500mL。下列说法中正确的是()A.反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24LB.参加反应的水的质量与加入Al的质量相等C.所得溶液中Na＋和Al3＋的物质的量之比为2∶1D.所得溶液中阳离子和阴离子的物质的量之比为1∶1答案D答案解析Na与Al两种金属加入到足量水中，首先Na与H2O反应生成H2和NaOH，然后再发生Al与NaOH溶液的反应，根据反应的化学方程式可得：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑46g36g2mol1mol4.6g3.6g0.2mol0.1mol金属铝与生成的NaOH溶液反应时，NaOH过量，故按照Al的量进行计算：解析2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑54g2mol36g2mol3mol2.7g0.1mol1.8g0.1mol0.15mol反应共生成了(0.1＋0.15)molH2，在标准状况下的体积为5.6L，A错误；参加反应的水的质量为(3.6＋1.8)g＝5.4g，与加入铝的质量不相等，B错误；所得溶液中Al元素以AlO－2的形式存在，溶液中不存在Al3＋，C错误；所得溶液的溶质为0.1molNaOH与0.1molNaAlO2，阴、阳离子的物质的量之比为1∶1，D正确。解析方法规律判断反应物过量的方法(1)假设法假设一种反应物完全反应，而另一种反应物的量未知，把所求得的结果与实际量相比较，若小于实际值，则说明假设成立，反之则说明假设不成立，即该反应物过量。(2)比较法比较反应物物质的量的比与化学方程式中化学计量数的比值的大小。若nAnBvAvB，表明反应物B过量，若nAnB＝vAvB，表明二者恰好完全反应；若nAnBvAvB，表明反应物A过量。本课归纳总结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。2.在根据化学方程式计算时，物理量选用的原则是：上下一致，左右相当。23学习效果检测1.关于化学反应：mM＋nN===pP＋qQ(M、N、P、Q表示物质的化学式，m、n、p、q为化学方程式中的化学计量数)，下列说法中不正确的是()A.如果质量为a的M与质量为b的N恰好完全反应，则生成的P和Q的质量之和一定等于(a＋b)B.参加反应的M和N中的原子数之和一定等于生成的P和Q的原子数之和C.(m＋n)不一定等于(p＋q)D.M和N中的元素种类，不一定等于P和Q中的元素种类答案D答案解析化学反应中的守恒既包括质量守恒，也包括元素种类守恒、原子个数守恒，所以D项中的说法错误。解析2.标准状况下，3.25g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气，下列比例式正确的是()A.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑1mol1mol3.25gxLB.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑65g1L3.25gxLC.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑1mol22.4L0.05molxLD.Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑65g1mol3.25gxL解析根据化学方程式计算时，已知物理量和待求物理量要保证“上下单位相同，左右相对应”。解析答案C答案3.甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2，则加入的铝粉质量为()A．5.4g''B．3.6gC．2.7g''D．1.8g答案A答案解析由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗HCl与NaOH的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3mol，且已知生成H2的体积比为1∶2，所以发生反应时分别为HCl不足Al过量，NaOH过量Al不足。与0.3mol盐酸完全反应的Al为2.7g，则由生成H2的体积比为1∶2可知，反应的Al的量之比也为1∶2，即与NaOH溶液反应的Al为5.4g。解析4.将一定量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，若放出氢气的质量相等，则参加反应的镁和铝的物质的量之比为()A.1∶1B．2∶3C．3∶2D．8∶9答案C答案解析由Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知若生成1molH2需Mg1mol，Al23mol，则放出等质量的H2参加反应的Mg和Al的物质的量之比为1∶23，即3∶2。解析5.在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L，该NaOH溶液的浓度为()A.1.0mol·L－1B．2.0mol·L－1C.1.5mol·L－1D．3.0mol·L－1答案B答案解析2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2mol7.2Ln(NaOH)33.6Ln(NaOH)＝2mol×33.6L67.2L＝1mol，c(NaOH)＝1mol0.5L＝2mol·L－1。解析6.某金属R的氯化物溶液20mL，浓度为0.05mol·L－1。它恰好能与20mL0.15mol·L－1AgNO3溶液完全反应，则该氯化物的化学式为()A．RClB．RCl2C．RCl3D．RCl5答案C答案解析可设该氯化物的化学式为RClx，RClx＋xAgNO3===xAgCl↓＋R(NO3)x1x0.02×0.05mol0.02×0.15mol列式得：1x＝0.02×0.05mol0.02×0.15mol，x＝3。解析7.将5g钠铝合金投入200mL的水中，固体完全溶解，产生4.48L(标准状况下)气体，溶液中只有一种溶质。回答下列问题：(1)处理计算问题，通常可以用图示分析的方法。写出化学式：A________，B________，C________。经过分析得出钠铝合金中两金属的物质的量之比为________。(2)所得溶液的物质的量浓度为________。(假设溶液体积变化忽略不计)答案(1)H2NaOHNaAlO21∶1(2)0.5mol·L－1答案解析据题意可知该流程为：因反应后溶液中只有一种溶质，说明Na与H2O反应生成的NaOH恰好与Al发生反应，该过程中反应为解析2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑则设n(Na)＝n(Al)＝x，所以x2＋3x2＝4.48L22.4L·mol－1＝0.2mol，x＝0.1mol，则所得NaAlO2溶液的物质的量浓度为0.1mol0.2L＝0.5mol·L－1。解析