人教版高中化学必修一课件第3课时物质的量在化学方程式计算中的应用

将锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10
g与足量的盐酸反应，产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则
混合物中一定含有的金属是( )
A．锌
B．铁
C．铝
D．镁
解析：假设金属为＋2价，应有
R ～ H2
M g 22.4 L
10 g 11.2 L 则M＝20，即两种金属的平均相对原子质量为20，其中之一
解析：本题在标准状况下11.2 L H2是1 g，与足量盐酸反应生 成1 g H2，需上述金属：Mg—12 g，Ag不反应可视为无穷 大，Al—9 g，Fe—28 g，该两种金属混合生成1 g H2时所需的 质量为15 g，应介于两种金属分别与盐酸反应生成1 g H2时消 耗金属质量的中间。
答案：A
探究2：金属与酸的反应在计算时有哪些规律？ 1．金属与水或酸反应的计算 在氢之前的金属均可以与酸反应生成氢气，反应可用通式2R ＋2nH＋=== 2Rn＋＋nH2↑表示，Na除了能与酸反应外，还可 以与水反应。因此Na与酸反应，当酸不足时，剩余的Na会继 续与水反应。
2．金属与酸反应生成氢气的计算方法
解析：根据表格中数据分析出各实验中哪种反应物过量是解 答本题的关键。 (1)因甲、乙生成H2的体积不等，则产生H2体积小的，说明还 有酸未反应，因此甲中盐酸过量，合金反应完全；若乙中盐 酸过量，则可产生H2：228505×385 mL≈423 mL，而实际为336 mL，说明乙中盐酸不足，合金过量。
光照 H2 ＋ Cl2 ===== 2HCl (1)化学计量数ν之比 1 ∶ 1 ∶ 2 (2)粒子数之比1×6.02×1023∶1×6.02×1023∶2×6.02×1023
(3)物质的量之比 1 mol ∶ 1 mol ∶ 2 mol 从上述例子中不难看出，化学方程式中各物质的化学计量数 之比，等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的 物质的量之比。因此，将物质的量(n)、摩尔质量(M)、气体 摩尔体积(Vm)、物质的量浓度(c)等概念应用于化学方程式进 行计算时，通过物质的量与化学计量数之间的关系以及物质 的量与物理量之间的联系，能使化学计算变得更加简便。
金属与生成的氢气的物质的量之比与金属的化合价有关。
一价金属 2A＋2HCl=== 2ACl＋H2↑
2 mol
1 mol
二价金属 B＋2HCl=== BCl2＋H2↑
1 mol
1 mol
三价金属 2D＋6HCl=== 2DCl3＋3H2↑
2 3
mol
1 mol
可以看出，生成1 mol H2要转移2 mol e－，所需金属的物质的
(2)过量的金属与等量的酸反应时，钠产生氢气的量较多(过量 的钠与水反应)，镁和铝产生氢气的量相等，且取决于盐酸中 HCl的物质的量。
两种金属混合物粉末15 g，与足量的盐酸反应时生成
标准状况下11.2 L氢气，符合上述情况的金属混合物是( )
A．Mg、Fe
B．Zn、Ag
C．Fe、Zn
D．Mg、Al
1∶3∶2 1∶3∶2 14∶3∶17
温故
将2.3 g金属钠放入100 g水中，完全反应后溶液中溶质的质量
分数为( )
A.100＋4 2.3×100%
B.100＋44－1.8×100%
C.1004＋4×100%
D.100＋24.3－0.1×100%
解析：2.3 g钠与100 g水完全反应后生成4 g NaOH，同时放出 0.1 g H2，故反应后溶液中溶质的质量分数为w(NaOH)＝ 100＋24.3－0.1×100%。 答案：D
解析：设生成标准状况下气体的体积为V，物质的量浓度为
c，根据化学方程式列比例解方程式：
2Na＋2H2O=== 2NaOH＋H2↑
2×23 g
2 mol 22.4 L
1．15 g
0.1 L×c V
c＝22×m2o3l×g×1.01.51 gL＝0.5 mol·L－1
V＝22.42×L×231.g15 g＝0.56 L
合金质量(mg)
255 385 459
生成气体(mL) 280 336 336
(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？________(填
“甲”或“乙”)。理由是___________________________。
(2)要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是 _____________________________________________________ ___________________， 求得盐酸的物质的量浓度为 _____________________________________________________ ___________________。 (3)求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数 据是___________________________， 求得Mg、Al的物质的量之比为_______________________。
答案：(1)0.56 L (2)0.5 mol·L－1
△ 实验室制取氯气的方程式为MnO2＋4HCl(浓) ===== MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 现将17.4 g MnO2与足量的浓HCl加热反应，求被氧化的HCl 的物质的量。
解析：设被氧化的HCl的物质的量为x，
△ MnO2＋4HCl(浓)===== MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
的相对原子质量大于20，另一种的相对原子质量小于20，
Zn、Fe、Mg的相对原子质量分别为65、56、24，均大于20，
而Al失去两个电子时对应的相对质量为27×
2 3
＝18，小于20，
所以选C。
答案：C
把0.5 mol Na和0.5 mol Mg分别投入到足量的m1 g水中
和m2 g盐酸中，分别得到溶液A和B。若m1＝m2，则A与B的
现有1 L 1 mol·L－1的盐酸与50 g NaOH样品恰好完全反 应(杂质不与盐酸反应)，则该样品中NaOH的含量为多少？
解：(1)设：设样品中NaOH的质量为x
(2)写： (3)标：
HCl ＋ NaOH=== NaCl＋H2O
1 mol
40 g
1 L×1 mol·L－1 x
(4)列：1 L×11mmooll·L－1＝40x g
(2)在乙或丙中，因盐酸反应完全，则可根据 2HCl ～ H2 n(HCl)＝2323.64×L1·m0－o3l－L1×2＝3×10－2 mol c(HCl)＝3×01.00－32Lmol＝1 mol·L－1 (3)在甲中，因合金反应完全，则可根据：
3．物质的量应用于化学方程式计算的解题步骤
点睛之笔：(1)化学方程式所表示的是纯净物质之间量的关 系，所以不纯物质的质量只有换算成纯净物质的质量，才能 按化学方程式列出比例式进行计算。其换算关系为：m(纯净 物质B)＝m(不纯物质)×w(B)。 (2)单位问题，若题目所给的两个量单位不一致，应换算成同 一个单位，但有时显得很繁琐，这时只要做到两个量的单位 “上下一致，左右相当”即可。 (3)如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算。如果是 氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。 (4)对气体使用体积计算时应注意条件(温度及压强)，否则不 能进行有关计算。
(5)解：x＝40
g×1
L×1 1 mol
mol·L－1＝40
g
NaOH的含量4500 gg×100%＝80%
(6)答：该样品中NaOH的含量为80%。
把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充
分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，
则原溶液中H＋与SO24－的物质的量浓度之比为( )
87 g 2 mol
17．4 g x
1877.4gg＝2
mol x
x＝2
mol×17.4 87 g
g＝0.4
mol
答案：被氧化的HCl的物质的量是0.4 mol
金属与水或酸反应的计算
1．金属与水或酸反应的实质是金属 失去 电子，酸或水中的 氢离子得到电子，生成 氢气 。 2．金属失电子的总数 等于 氢离子得到电子的总数。
y
8y
因为固体在反应前后质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)
56x＝8y
nnCHu2SSOO44＝xy＝586＝17，nnSHO＋24－ ＝11＋×27＝14。
答案：A
金属钠1.15 g跟水反应，得到100 mL溶液，试计算： (1)生成的气体在标准状况下是多少升？ (2)反应后所得溶液的物质的量浓度是多少？
A．1∶4
B．2∶7
C．1∶2
D．3∶8
解析：设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。 Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑ Δm(固体质量减少)
56 g 1 mol
56 g
x
56x
Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu Δm(固体质量增加)
56 g 1 mol
64 g 8 g
探究1：物质的量与化学方程式的化学计量数有什么关 系？如何应用物质的量对化学方程式进行计算？ 1．化学计量数 在中学化学中，化学计量数实际上就是化学方程式(包括离子 方程式)中各反应物和生成物化学式前面的数字。在中学化学 中，以前一直将化学方程式中各物质化学式前面的数字叫做 系数。
2．化学计量数(ν)与物质的量(n)的关系 物质是由原子、分子或离子等微观粒子组成的，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。化学方程 式可以明确地表示出化学反应中这些粒子之间的数目关系， 即化学计量数ν的关系，例如：
量分别为2 mol 、1 mol、23 mol，金属的质量分别为2MA g、
MB
g、
2 3
MD
g。若为金属混合物，如A、B混合，则同样生