高一化學知識詳解教案：物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應用 教材解讀

1、第三節(jié) 物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應用新課指南1.掌握物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應用于化學方程式計算中的計算方法和格式.2.加深對物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積等概念的理解以及對化學反應規(guī)律的認識.3.培養(yǎng)綜合運用知識的能力和綜合計算能力.本節(jié)重點：物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應用于化學方程式中的計算.本節(jié)難點：物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應用于化學方程式中的計算.教材解讀精華要義相關鏈接化學方程式是用化學式表述化學反應事實的化學專業(yè)語言，它可以表示什么物質(zhì)參加反應、反應的條件是什么以及生成了什么物質(zhì).它還可以表示反應物和生成物的質(zhì)量之比、微粒個數(shù)之比、氣體體

2、積之比等含義.例如： 2H2+O22H2O(g) 分子個數(shù)比 2 ： 1 ： 2 氣體體積比 2 ： 1 ： 2 物質(zhì)質(zhì)量比 4 g ： 32g ： 36 g2.物質(zhì)(B)的物質(zhì)的量與其他化學量之間的關系說明 物質(zhì)的量濃度(c)與溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)(w)之間的關系為： c(B)= 或w(B)c(B)× 重要的轉換關系式： a.n b.n (N表示微粒數(shù)，NA表示阿伏加德羅常數(shù)) c.n (Vm表示標準狀況下氣體摩爾體積) d.c V(aq)表示溶液的體積 e. (表示溶液的密度)f.w=×100知識詳解 知識點1 化學計量數(shù)及其應用 化學計量數(shù) 化學計量數(shù)就是化學方程式(或離子

3、方程式)中各反應物或生成物的化學式前面的數(shù)字(若為1時常常省略).對于任意物質(zhì)B來說，化學計量數(shù)的符號為(B)，單位為1，通常不需寫出.如： 化學方程式 2H2+O22H2O 化學計量數(shù)() 2 1 2 化學計量數(shù)與各物質(zhì)的物質(zhì)的量的關系 物質(zhì)是由原子、分子或離子等粒子組成的，物質(zhì)之間的化學反應也是這些粒子按一定的數(shù)目關系進行的.化學方程式可以明確地表示出化學反應中這些粒子之間的數(shù)目關系.這些粒子之間的數(shù)目關系，也就是化學計量數(shù)的關系.如： 2H2 + O2 2H2O 化學計量數(shù)之比 2 ： 1 ： 2×1023倍2××1023 ： 1××10

4、23 ： 2××1023 物質(zhì)的量之比 2 mol ： 1 mol ： 2 mol 從這個例子中，我們可以看出，化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比.因此，將物質(zhì)的量(n)、摩爾質(zhì)量(M)、摩爾體積(Vm)、物質(zhì)的量濃度(c)等概念應用于化學方程式進行計算時，對于定量研究化學反應中各物質(zhì)之間的量的關系，會更加方便. 知識點2 物質(zhì)的量應用于化學方程式的計算(重點) 化學計算的一般步驟(難點) 進行化學計算，一般按以下三步進行： 第一步：認真審題，根據(jù)題意書寫正確的化學方程式. 第二步：深入分析題，充分認清已知條件和未知問題，運用概念分析和列化學方程式

5、，找出已知條件和未知問題之間的聯(lián)系，設計出正確的解題思路. 第三步：規(guī)范解題，具體完成該題的計算，應該做到解題要有根據(jù)，解法正確，書寫工整，計算結果準確，要有明確的回答，以及必要的分析和討論. 在上述三個解題步驟中，設計解題思路最為重要. 物質(zhì)的量用于化學計算的基本方法 物質(zhì)的量用于化學計算的基本方法是：首先把已知物的物理量轉化為物質(zhì)的量；其次根據(jù)化學方程式或關系式，根據(jù)已知物的物質(zhì)的量求出未知物的物質(zhì)的量；最后把未知物的物質(zhì)的量轉化為未知物的所求物理量.當熟練掌握了物質(zhì)的量運算的技能技巧時，上述計算過程還可以進一步簡化. 物質(zhì)的量用于化學計算的分類指導 (1)簡單的基本計算 例如：完全中和0

6、.10 mol NaOH需要H2SO4的物質(zhì)的量是多少?所需H2SO4的質(zhì)量是多少? 分析本題可先求H2SO4的物質(zhì)的量，再求H2SO4的質(zhì)量. 解:2NaOH + H2SO4=Na2SO4+2H2O2 1 0.01mol n(H2SO4) m(H2SO4)= m(H2SO4)= M(H2SO4)×n (H2SO4×98g/mol=4.9g. 答：完全中和0.10 mol NaOH需要0.050 mol H2SO4，所需H2SO4的質(zhì)量為4.9 g. 小結 解題的基本步驟為：寫出有關反應的化學方程式；建立比例或列出數(shù)學方程式；解方程求出未知量；答. (2)已知固體質(zhì)量，求某

7、物質(zhì)的物質(zhì)的量 例如：將4.35 gMnO2與足量濃鹽酸混合加熱反應，求參加反應的HCl的物質(zhì)的量. 分析 MnO2與濃鹽酸加熱反應的化學方程式為： MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O 在該反應中，參加反應的MnO2與HCl的物質(zhì)的量之比為： n(MnO2):n(HCl)1 mol:4 mol. 1 mol MnO2的質(zhì)量是87g，若用87g MnO2代換1 mol MnO2，則以下比例式仍然成立： m(MnO2)：n(HCl)87 g:4 mol. 因此，本題可將物質(zhì)的質(zhì)量和物質(zhì)的量直接應用于化學方程式的計算，一步即可求得HCl的物質(zhì)的量. 解：MnO2+4HCl(濃) MnCl

8、2+Cl2+2H2O 87 g 4 mol 4.35 g n(HCl) n(HCl)= =0.2mol.答：參加反應的HCl是0.2 mol. (3)已知固體質(zhì)量，求生成氣體的體積2與足量的濃鹽酸混合加熱反應，求生成的Cl2在標準狀況下的體積是多少? 分析在MnO2與濃鹽酸的反應中，參加反應的MnO2與生成的Cl2的物質(zhì)的量之比為n(MnO2):n(Cl2)1 mol:1 mol. 1 mol Cl2在標準狀況下的體積為22.4 L，l mol MnO2的質(zhì)量為87 g，若用 22.4 L Cl2代換1 mol Cl2，用87 g MnO2代換1 mol MnO2，則以下比例仍然成立： m(M

9、nO2):VCl2 因此，本題可將物質(zhì)的質(zhì)量和氣體的摩爾體積直接應用于化學方程式的計算，直接求得Cl2的體積. 解：MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O 87 g 22.4 L 6.525 g V(Cl2)V(Cl2)= =1.68L. 答：生成的Cl2在標準狀況下的體積是1.68L.小結 在將物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體的體積中的不同種物理量同時應用于根據(jù)化學方程式的計算時，在化學方程式下列出物理量，必須符合“左右數(shù)量相當，上下單位相同”的基本原則.左右是否成正比的判斷是個難點問題，解決的辦法就是看兩個物理量之比轉化成物質(zhì)的量之比時，是否等于化學計量數(shù)之比.下列幾種情況值得參

10、考、借鑒(下表中氣體體積均為標準狀況下的值). 2C + O2 2CO化學方程式212化學計量數(shù)2mol1moln(C)與n(O2)成正比24gm(C)與V（O2）成正比1moln (O2)與V（CO）成正比V(O2)與V（CO）成正比24kg3m (C)與V（CO）成正比1molm (C)與n(O2)成正比24t×106Lm(C)與V（CO）成正比 在建立比例或方程式時，必須以實際反應的純凈物的量進行計算，如溶液中溶質(zhì)、混合物中的有關物質(zhì)的質(zhì)量等. (4)根據(jù)化學方程式，挖掘隱含條件進行分析計算4溶液反應，我們就可能挖掘出金屬增多的質(zhì)量和溶液減少的質(zhì)量. Fe+CuSO4=FeSO

11、4+Cu m(金屬) m(溶液) 56g 1 mol 1mol 64g 8g 8g 這種方法叫“差量法”.用此法可以挖掘出質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、標準狀況下氣體的體積差等變化量，使計算過程簡單快捷.當然我們還可以應用其他方法(如平均值法、換元法、等效法、設“1”法等)挖掘新的關系量. 例如：現(xiàn)有KCl和KBr的混合物3.87 g，將混合物全部溶于水中，并加入過量的AgNO3溶液，充分反應后產(chǎn)生6.63g沉淀物，則原混合物中鉀元素的質(zhì)量分數(shù)為 ( ) A.24.1 B.25.9 C.40.3 D. 48.1 分析 如果設KCl和KBr的質(zhì)量分別為一未知數(shù)，并根據(jù)反應的化學方程式與AgCl和AgBr聯(lián)

12、立解方程，也能求得KCl和KBr的質(zhì)量，進而求得K元素的質(zhì)量分數(shù).分析題意知溶質(zhì)是KCl和KBr，而沉淀足AgCl和AsBr，而n(KCl)n(AgCl)，n(KBr)n(AgBr)，溶質(zhì)的質(zhì)量和沉淀的質(zhì)量的差為6.63 g-3.87 g=2.76 g，質(zhì)量的增加原因是將溶質(zhì)中的K+換成了沉淀中的Ag+，那么我們就挖掘出 了一個新的關系量. 1 mol K+被1 mol Ag+取代后，產(chǎn)物的質(zhì)量增加69g K+Ag+ m39 g 108g 69 gX x=則混合物中鉀元素的質(zhì)量分數(shù)為 答案：C (5)綜合計算題對于復雜的綜合計算題，解題的關鍵是要理清各種物理量之間的相互關系，此時以摩爾為單位，

13、可以使有關問題變得簡捷、明了.即先把已知量轉化為物質(zhì)的量，然后依據(jù)化學方程式進行分析計算.例如：硝酸與Zn反應的化學方程式如下： 5Zn+12HNO3=5Zn(NO3)2+N2+6H2O 當消耗Zn 13g時，求：(1)消耗硝酸多少摩爾?(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為多少?(3)產(chǎn)生氮氣多少克?(4)轉移電子數(shù)為多少?“摩爾化”，可以使解題思路清晰、明了.解：（1）消耗Zn的物質(zhì)的量：n(Zn)= 5Zn+12HNO3=5Zn(NO3)2+N26H2O5mol 12mol 1mol0.2mol n (HNO3)總 n(N2) 5mol:12mol=0.2mol:n(HNO3)總， n(HNO3)總=(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為： n(HNO3)n(HNO3)總××0.08mol. (3)產(chǎn)生氮氣的物質(zhì)的量為 n(N2)=1×0.2 mol/5=0.04 mol， 產(chǎn)生氮氣的質(zhì)量為： m(N2)28 g/mol×0.04 mol1.12 g. (4)5 mol Zn完