1.3.4化学中常用的物理量——物质的量

第4课时 物质的量在化学反应中的应用1.化学方程式中，化学计量数之比等于对应物质的物质的量之比、微粒数之比及气态物质的体积之比。

2．利用化学方程式计算时，单位要上下一致，左右对应。

1．化学变化遵循哪些规律？ 提示：(1)质量守恒；(2)原子守恒。

2．利用化学方程式计算时，怎样进行过量的判断与计算？提示：利用化学方程式进行计算时，若两种反应物的量同时给出，则应进行判断哪种反应物过量，以不足者的量为准进行计算。

在10 mL 物质的量浓度为2 mol·L －1的盐酸中加入0.65 g 锌片，它们恰好完全反应，生成氢气的体积为0.224 L(标准状况下)。

请分析下面表格：对应学生用书P20[成功体验]1．(好题共享·选自苏教版教材P 25·例5)实验室为确定一瓶稀盐酸的浓度，用0.100 0 mol·L－1NaOH 溶液中和25.00 mL 该盐酸，当酸与碱恰好完全反应时，消耗NaOH 溶液24.50 mL 。

试求该盐酸的物质的量浓度。

解析：24.50 mL 氢氧化钠溶液中所含NaOH 的物质的量为 n (NaOH)＝2.450×10－2 L ×0. 100 0 mol·L －1＝2．450×10－3molNaOH ＋ HCl===NaCl ＋ H 2O 1 mol 1 mol 2.450×10－3 mol n (HCl)n (HCl)＝2.450×10－3 mol ×1 mol 1 mol＝2.450×10－3 mol该盐酸的物质的量浓度为c (HCl)＝2.450×10－3 mol 2.500×10－2L＝0.098 0 mol·L －1 答案：0.098 0 mol·L －1探究1 对于2H 2＋O 2=====点燃2H 2O ，可理解为2_mol H 2和1_mol O 2在点燃的条件下恰好完全反应生成2_mol H 2O 。

探究2 在化学方程式的有关计算中，利用物质的量进行计算最简便。

一般解题思路为：先根据化学方程式中系数之比等于相应物质的物质的量之比，列比例计算出所求物质的物质的量，然后再换算成所求物理量。

[必记结论]1．过量计算当题目给出两个或两个以上反应物的量，应先确定哪种反应物过量，然后以不足的反应物的量计算所求的生成物的量。

2．反应物是否过量的判断法假设其中一种反应物完全反应，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，说明另一反应物过量；若大于已知量，说明另一反应物不足。

[成功体验]2．将5.6 g 铁放入1 L 0.2 mol·L －1的CuSO 4溶液中，生成Cu 的质量是________。

解析：n ＝(Fe)＝5.6 g56 g·mol －1＝0.1 mol ，n (CuSO 4)＝0.2 mol·L －1×1 L ＝0.2 mol 。

Fe ＋CuSO4===FeSO4＋Cu1 mol 1 mol0．1 mol0.1 mol由于0.2 mol>0.1 mol，故CuSO4过量，生成的Cu根据Fe的物质的量计算，由化学方程式知：0.1 mol Fe与过量的CuSO4反应生成0.1 mol Cu。

所以m(Cu)＝64 g·mol－1×0.1 mol ＝6.4 g。

答案：6.4 g[例1]设N A为阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是()A．64 g二氧化硫含有的原子数为3N AB．1 L 1 mol·L－1的氯化钠溶液中，所含离子数为N AC．标准状况下，11.2 L水所含分子数为0.5N AD．常温常压下，0.1N A个H2O分子的质量为18 g[解析]A项，64 g SO2的物质的量为64 g64 g·mol－1＝1 mol，含原子为3 mol，即原子总数为3N A，A项正确。

B项，1 L 1 mol·L－1的NaCl溶液中含NaCl 1 mol，所含离子数为2N A，B错误。

C项，标准状况下，水不是气体，不能用气体摩尔体积计算，C错误。

D项，0.1N A 个H2O分子的物质的量为0.1 mol，质量为0.1 mol×18 g·mol－1＝1.8 g，D错误。

[答案] A(1)进行以物质的量为中心与其他物理量进行转化时，要明确各公式的适用条件。

如气体摩尔体积适用于气体，物质的量浓度一般适用于溶液。

对应学生用书P20(2)计算时要注意单位的转换。

为防止计算出错，可代入各物理量的单位进行计算。

1．例1 B 项中，NaCl 溶液中Cl －所含的电子数为多少？解析：n (Cl －)＝1 L ×1 mol·L －1＝1 mol,1个Cl －含18个电子，故n (电子)＝18 mol ，即N (电子)＝18N A 。

答案：18N A2．例1 D 项中，0.1N A 个H 2O 分子所含的质子数为多小？解析：1个H 2O 分子含10个质子，故0.1N A 个H 2O 分子含N A 个质子。

答案：N Aa A(g)＋b B(g)===c C(g)＋d D(g) 系数比： a ∶ b ∶ c ∶d 质量比： aM A ∶bM B ∶cM C ∶dM D 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．不同物理量间的换算方法a A(g) ＋b B(g)===c C(g) ＋d D(g) a ×M A g b mol c ×22.4 L d mol m (A) n (B) V (C) n (D)则有比例关系：a ·M A g m (A )＝b mol n (B )＝c ×22.4 L V (C )＝d mol n (D )单位关系：上下一致，左右对应。

3．不同物质间换算的方法 (1)化学方程式中系数的比例。

(2)守恒关系建立的比例关系： ①原子守恒：CaCO 3～Ca ～C ～3O ； ②电荷守恒：Na 2SO 4溶液中：2Na ＋～SO 2－4。

以上守恒均可建立比例关系进行换算。

[例2] 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)反应后生成NaOH 的物质的量是多少？(3)若反应后溶液体积为400 mL ，求所得溶液溶质的物质的量浓度。

[解析] 2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑ 2×78 g 4 mol 22.4 L m (Na 2O 2) n (NaOH) 1.12 L2×78 g m (Na 2O 2)＝22.4 L1.12 Lm (Na 2O 2)＝7.8 g ，4 mol n (NaOH )＝22.4 L1.12 Ln (NaOH)＝0.2 mol ，c (NaOH)＝n (NaOH )V ＝0.2 mol 0.4 L ＝0.5 mol·L －1。

[答案] (1)7.8 g (2)0.2 mol (3)0.5 mol·L －1利用化学方程式进行计算时，为了计算方便，可利用原子守恒，写出有关物质的关系式，然后列比例进行计算。

如工业生产硫酸涉及反应： 4FeS 2＋11O 2=====高温2Fe 2O 3＋8SO 2 或S ＋O 2===SO 2、2SO 2＋O 2=====催化剂△2SO 3、 SO 3＋H 2O===H 2SO 4，由硫原子守恒可得关系FeS 2～2H 2SO 4或S ～H 2SO 4。

为了测定某K 2SO 4溶液的浓度，取25.00 mL 待测液，向其中加入过量BaCl 2溶液，充分反应后过滤并干燥，得到BaSO 4沉淀1.165 g 。

该K 2SO 4溶液的物质的量浓度是多少？解析：根据反应的化学方程式可得关系式K 2SO 4 ～ BaSO 4↓1 mol 233 g n (K 2SO 4) 1.165 g 列比例： 1 mol n (K 2SO 4)＝233 g1.165 g解得n (K 2SO 4)＝0.005 mol c (K 2SO 4)＝n (K 2SO 4)V ＝0.005 mol 0.025 L＝0.2 mol·L －1 答案：0.2 mol·L －1[课堂双基落实]1．设N A 表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中不．正确的是() 对应学生用书P21A．常温常压下，11.2 L氧气所含的原子数为N AB．1.8 g的NH＋4离子中含有的电子数为N AC．常温常压下，44 g CO2含有的原子数为3N AD．2.3 g金属钠与水反应后变为钠离子时失去的电子数为0.1N A解析：选A只有在标准状况下，11.2 L O2的物质的量才是0.5 mol，在常温常压下11.2 L O2的物质的量则小于0.5 mol，它所含的O原子的物质的量小于1 mol，即小于N A，A项错误。

1个NH＋4含有10个电子，1 mol NH＋4含有10 mol电子，1.8 g NH＋4的物质的量是0.1 mol，故含有1 mol电子，即N A个电子，B项正确。

44 g CO2的物质的量是1 mol，它含有1 mol C 原子和2 mol O原子，即3N A个原子，C项正确。

1个Na＋带1个单位正电荷，故1 mol Na 原子变为Na＋失去电子1 mol，2.3 g Na的物质的量是0.1 mol，变为Na＋失去电子0.1 mol，即0.1N A，D项正确。

2．已知A和B的物质的量均为1 mol时，二者在一定条件下恰好完全反应生成3 mol C，则该反应可表示为()A．A＋B===2C B．2A＋B===2CC．A＋B ===3C D．2A＋B===3C解析：选C由化学方程式中各物质的系数之比等于相应各物质的物质的量之比，可知该反应为A＋B===3C。

3．0.1 mol某元素的单质直接跟氯气反应后，质量增加7.1 g，这种元素是()A．Mg B．NaC．Al D．Fe解析：选A增加的7.1 g为Cl2的质量，n(Cl2)＝7.1 g71 g·mol－1＝0.1 mol，即此元素单质与Cl2按物质的量之比1∶1进行反应。

4．11.2 g Fe与500 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，生成标准状况下H2的体积为() A．11.2 L B．2.24 LC．4.48 L D．3.36 L解析：选C设Fe完全反应需HCl的物质的量为n，n(Fe)＝0.2 mol，则Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑1 mol2 mol0．2 mol n1∶2＝0.2 mol∶n，n＝0.4 mol<1 mol即盐酸过量，用Fe求H2的物质的量，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑1 mol22.4 L0．2 mol V(H2)得，V (H 2)＝4.48 L 。