[教学目标]1．使学生掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式． 2．使学生加深对物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念的理解,及对化学反应规律的认识． 3．培养学生综合运用知识的能力和综合计算的能力． 一、计算原理 我们知道,物质是由原子、分子或离子等粒子组成的,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数之间的数目关系．这些粒子之间的数目关系,又叫做化学计量数ν的关系． [例1] 2H2 ＋ O22H2O化学计量数ν之比：2∶1∶2分 子 数N 之 比： 2∶1∶2扩大NA倍： 2NA∶NA∶2NA物质的量n 之比： 2mol∶ 1mol∶ 2mol质 量 m之 比： 4 ∶ 32 ∶ 36由以上分析可知,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． 二、解题步骤：化学方程式中有关物质的量的计算,须按以下步骤进行： 1．设未知数2.写出有关反应方程式 3．找出相关物质的计量数之比 4．对应计量数,找出相关物质的物质的量或质量或气体体积5．列比例,进行计算。
6.写出答案[例2]：完全中和0．10 mol NaOH需H2SO4的物质的量是多少？ 解：设硫酸的物质的量为n2NaOH ＋ H2SO4====Na2SO4＋2H2O=2 10.1molnn＝＝0.05mol答：完全中和0.10mol NaOH需H2SO40.05mol． 我们运用有关化学方程式的计算解决问题时,还经常涉及到物质的质量、浓度、体积等物理量的必要换算．而换算的核心就是——物质的量．三、物质的量与其他物理量之间的关系[练习1]回答下列化学方程式的含义： H2＋Cl2====2HCl化学计量数比 粒子数之比 物质的量比 物质的质量比 气体体积比 根据化学方程式进行计算时,要明确已知条件是什么,求解什么,从而合理选择比例量的单位．列比例式时应注意,不同物质使用的单位可以不同,但要相应,同一物质使用的单位必须相同． 四、物质的量在化学方程式计算中的应用 [练习2]计算例2中所需H2SO4的质量是多少?2NaOH ＋ H2SO4====Na2SO4＋2H2Om===4.9g2 mol 98 g0.1molm答：所需H2SO4的质量为4.9 g． [例3]：将30 gMnO2的质量分数为76．6%的软锰矿石与足量12 mol·L－1浓盐酸完全反应<杂质不参加反应>．计算：<1>参加反应的浓盐酸的体积． <2>生成的Cl2的体积<标准状况>． 请大家分析比较以下几种解法． 解法一： n＝＝0.26 mol 解：<1>MnO2的摩尔质量为87 g·mol－1,设浓盐酸的体积为V［HCl］4HCl<浓> ＋ MnO2MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑V［HCl］＝＝0.087 L4 112 mol·L－1×V［HCl］ 0.26 mol<2>4HCl<浓> ＋ MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑n＝＝0．26 mol1 10.26 mol nV＝nVｍ＝0．26mol×22．4L·mol－1＝5．8L答：参加反应的浓HCl的体积为0．087 L,生成Cl2的体积在标况下为5．8 L． 解法二： 解：<1>MnO2的摩尔质量为87 g·mol－1n＝＝0.26 mol 4HCl<浓> ＋ MnO2MnCl2 ＋ Cl2 ＋ H2O↑4 1n 0.26 moln＝＝1．04molV［HCl<ａｑ>］＝＝0．087L<2>4HCl<浓> ＋ MnO2MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑1 mol 2.4 L0.26 mol VV＝＝5.8 L 答：参加反应的浓HCl的体积为0．087 L,生成Cl2的体积在标况下为5．8 L． 解法三： 解：4HCl<浓> ＋ MnO2MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑4 mol 87 g22．4 L12 mol·L－1×V［HCl］ 30 g×76．6%VV［HCl］==0.087 LV==5.8 L答：参加反应的浓HCl的体积为0.087 L,生成Cl2的体积在标况下为5.8 L． 大家认为以上哪种解法更简单呢？ -------第三种解法更简捷！ [练习3]4.6 g Na与足量的H2O反应,计算生成的气体在标准状况下的体积<标准状况下H2的密度为0.0899 g·L－1>． [答案：2.24 L][练习4]106 g Na2CO3和84 g NaHCO3分别与过量的HCl溶液反应,其中 A．Na2CO3放出的CO2多 B．NaHCO3放出的CO2多 C．Na2CO3消耗的盐酸多 D．NaHCO3消耗的盐酸多 [答案：C ]五.物质的量应用于化学方程式的计算时,须注意以下几点：首先,化学方程式中各物质化学计量数之比等于各物质的物质的量之比是进行各项计算的最根本依据；其次,计算时要注意物质的量与其他各物理量<如质量、气体体积、浓度等>之间的换算关系；第三．准确把握反应内涵,正确书写化学方程式． 第四．化学方程式表示的是纯净物之间的量的关系,不纯物质必须换算成纯物质的量再进行计算． 第五,化学方程式所表示的是实际发生反应的物质间量的关系．如反应2H2＋O22H2O表示发生反应的H2与O2的物质的量是2∶1,而不时体系中H2和O2的实际含量或量的关系,即使反应体系起始时H2与O2的量的关系为4∶1,反应也是按方程式规定的2∶1进行,最后会剩余H2． 第六,计算单位要做到同一物质上下单位要相同,不同物质左右单位要对应． 第七,存在过量问题时,要根据不过量的物理量来进行计算。
过量一般有如下两种情况：①已知两种反应物的量求生成物的量．此时,应首先判断哪种反应物过量,然后依据不足量进行求解．②已知某一生成物的量和反应物总量,求各反应物的量．解题的方法要点是：根据生成物的量求出参加反应的各反应物的量,再与所给总量比较,得出各反应物的量．一般有两个答案．第八,关于混合物的计算．此类题较复杂,解法各异,但一般的解法要点是：明确反应原理,写出正确的化学方程式,依据某个量守恒<原子个数守恒、电荷守恒、质量守恒等>．利用物质的量的关系列等式或利用质量关系列等式求解,或同时利用以上关系列方程组求解． 六、参考练习 1．完全燃烧4 mol CH4,生成的H2O的物质的量是多少？[答案：8 mol H2O]2．500 mL KI 溶液中通入足量的Cl2,反应后蒸发溶液,灼烧固体,最后剩余固体7.45 g．试计算： <1>原溶液中KI的物质的量浓度； <2>在标准状况下通入Cl2的体积．[答案：<1>0.2 mol/L<2>1.12 L]3．NaCl和NaBr的混合物16.15 g,溶于水后,通入足量的氯气充分反应,把溶液蒸干、灼烧,得固体11.70 g．求原混合物中NaCl的质量．[答案：5.85 g]4.400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.8 L Cl2<标准状况>完全反应,计算： <1>生成NaClO的物质的量． <2>该溶液中NaOH的物质的量浓度．[答：<1> NaClO的物质的量是0.26 mol． <2>NaOH的物质的量浓度是1.3 mol·L－1]5.用8.7 g MnO2与100 g 36.5%的浓盐酸反应,消耗盐酸的物质的量是多少？产生Cl2在标况下的体积是多少？未参加反应的HCl的质量是多少？[答案：消耗HCl 0.4 mol,产生Cl2 2.24 L,未参加反应的HCl为21.9 g]6.将0.65 g锌加到50 mL 1 mol·L－1盐酸中,计算： <1>标准状况下,生成H2的体积． <2>若反应完成后,溶液体积仍为50 mL,这时溶液中Zn2＋和H＋物质的量浓度是多少?[答：<1> 0.224L．<2>Ｚn2＋与H＋的物质的量浓度分别为0.2 mol·L－1和0.6 mol·L－1]7.根据反应：KClO3＋6HCl====KCl＋3Cl2↑＋3H2O,在标准状况下,若有2.822 L Cl2生成,则被氧化的HCl是 < >A．0.21 molB．0.25 molC．7.67 gD．9.13 g8.在反应CaH2＋2H2O====Ca2＋2H2↑中,下列叙述正确的是 < >A．H2只是氧化产物 B．此反应中氧化产物和还原产物物质的量之比为1∶1C．CaH2是氢元素既被氧化又被还原 D．H2O是氧化剂 9．根据反应：KClO3＋6HCl====KCl＋3Cl2↑＋3H2O,在标准状况下,若有2.822 L Cl2生成,则被氧化的HCl是 < >A．0.21 molB．0.25 molC．7.67 gD．9.13 g10．某溶液中Cl－、Br－、I－的离子个数比为1∶2∶3,欲使其比变为3∶2∶1,需通入氯气的分子个数是原溶液中I－个数的 〔 A．1/2 B．1/3 C．2/3 D．以上计算均不对 11．把50 mL 0．1 mol/L CaCl2溶液和50 mL 0．1 mol/L AgNO3溶液混合,设混合后溶液的总体积不变,反应后溶液中Cl－的物质的量浓度为______________mol/L；Ca2＋的物质的量浓度为____________mol/L． 12．已知H2S通常为气体,微溶于酸溶液,很难电离出H＋；FeS易与稀盐酸反应,反应的化学方程式为： FeS＋2HCl====FeCl2＋H2S↑将8.8 g FeS 固体置于200 mL 2.0 mol/L 的盐酸中,制备H2S气体．反应完全后,溶液中还剩余部分HCl,H2S的浓度为0.10 mol/L,假定溶液体积不变,试计算： <1>收集到的H2S气体的体积<标准状况>； <2>溶液中Fe2＋和H＋的物质的量浓度．[答案：<1>1.8 L；<2>Fe2＋：0.50 mol/L； H＋：1.0 mol/L．]13．取一定量的纯MnO2和纯KClO3混合加热,充分反应后将剩余固体与足量的浓盐酸混合加热,反应完毕后,将溶液蒸干,得到固体质量与原混合物质量相等,求MnO2在原混合物中的质量分数． [答案： 46.7%．]14．已知黑火药反应的方程式为：2KNO3＋S＋3C====K2S＋N2↑＋3CO2↑ 求此反应中被1．0 mol KNO3氧化的碳的质量是多少g？ [答: 15 g．]15．向100 g 8%的NaOH溶液中通入一定量的CO2,然后将溶液在减压低温下蒸干． <1>将所得固体可能的成分填入下表． <2>如果最后得到的固体质量为13．7 g,则标况下通入CO2的体积是多少？ [3.36 L]参考练习〔带详细答案1．完全燃烧4 mol CH4,生成的H2O的物质的量是多少？ 解析：写出。
