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第二節(jié) 鐵 金屬材料
第2課時(shí) 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式
計(jì)算中的應(yīng)用
人教版必修第一冊(cè)
物質(zhì)的量與各物理量的關(guān)系
=
V
Vm
=
m
M
n =
N
NA
= cB V
質(zhì)量(m)
物質(zhì)的量(n)
粒子數(shù)(N)
×摩爾質(zhì)量(M)
÷摩爾質(zhì)量(M)
÷阿伏加德羅常數(shù)(NA)
×阿伏加德羅常數(shù)(NA)
氣體體積(V)
×氣體摩爾體積(Vm)
÷氣體摩爾體積(Vm)
標(biāo)況 22.4 L/mol
ρ氣＝
＝
×溶液體積(Vaq)
÷溶液體積(Vaq)
物質(zhì)的量濃度(cB)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ω)
÷
×
ω＝ ×100%
c(濃)·V(濃)＝c(稀)·V(稀)
c1V1＋c2V2＝c(混)V(混)
cB= (：g·cm 3)
見(jiàn)量化摩
任務(wù)一 應(yīng)用化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟
2H2 + O2 2H2O
宏觀視角
化學(xué)計(jì)量數(shù)： 2 ： 1 ： 2
分子數(shù)： 2 ： 1 ： 2
物質(zhì)的量之比： 2 mol ： 1 mol ： 2 mol
擴(kuò)大6.02×1023倍： 2×6.02×1023 ： 6.02×1023 : 2×6.02×1023
化學(xué)方程式各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比。
結(jié)論：
質(zhì)量之比： 4 g ： 32 g ： 36 g
微觀視角
任務(wù)一 應(yīng)用化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟
例: 250 mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。
(1)參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量; (2)生成的H2的體積 (標(biāo)準(zhǔn)狀況 )。
(1)參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量為:0.25L× 2mol/L=0.5mol
(2) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
1mol 1mol
0.50mol n(H2)
n（H2）=0.5mol
標(biāo)況下，V(H2) = n(H2)·Vm
=0.5mol×22.4L/mol
=11.2L
解法一：先求出n(H2),再求V(H2)。
1mol 1mol
0.50mol n(H2)
——— = ———
1mo1
0.50mol
(2)Fe + H2SO4 =FeSO4+H2↑
22.4L
V(H2)
解法二：
直接求解V(H2)。
n(Fe) =0.50mol
n(H2) =0.50mol
1mol
n(Fe) mol
左右相當(dāng)(質(zhì)量/氣體體積/物質(zhì)的量)上下單位(物理量)一致
任務(wù)一 應(yīng)用化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟
解題思路
找準(zhǔn)關(guān)系式
列比例關(guān)系
求出未知量
轉(zhuǎn)物質(zhì)的量
寫(xiě)化學(xué)方程式
標(biāo)計(jì)量數(shù)關(guān)系
列已知未知
比例關(guān)系求解
將已知的物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量；
寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式；
在有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下面標(biāo)出已知量和未知量；
列出比例式；
根據(jù)比例式求解。
任務(wù)一 應(yīng)用化學(xué)方程式計(jì)算的基本步驟
練習(xí):把6.5gZn放入足量的鹽酸中，Zn完全反應(yīng)。計(jì)算：
(2)參加反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量；
(1)6.5gZn的物質(zhì)的量；
(3)生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
解：（1）Zn的摩爾質(zhì)量是65g/mol，
n(Zn) =
6.5g
65g/mol
= 0.1mol
（2）Zn + 2HCl =ZnCl2+H2↑
1mol
0.1mol n(HCl)
2mol
n(HCl)=
0.1mol X 2mol
1mol
=0.2mol
V(H2)
22.4L
（3）V(H2) =
0.1mol X 22.4L
1mol
=2.24L
任務(wù)二 化學(xué)計(jì)算中的常用方法
1. 關(guān)系式法
例：一定量的鐵粉和9 g硫粉混合加熱，待其反應(yīng)后再加入過(guò)量鹽酸，將生成的氣體完全燃燒，共收集得9 g水，求加入的鐵粉質(zhì)量。
解：根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式Fe＋S FeS ， FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，
2H2S＋3O2 2SO2＋2H2O，可得關(guān)系式： Fe～H2S～H2O
56g 18g
x 9 g
列比例式解得 x＝28g
小結(jié)：當(dāng)已知量和未知量之間是靠多
個(gè)反應(yīng)來(lái)聯(lián)系時(shí)，只需直接確定已知
量和未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)
系式”,這種比例關(guān)系通常可從化學(xué)方
程式或化學(xué)式中得到。
任務(wù)二 化學(xué)計(jì)算中的常用方法
2. 守恒法——質(zhì)量守恒（原子守恒）、電荷守恒、電子守恒
例：4.6 g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量是 g。
解:鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過(guò)程中鈉的原子個(gè)數(shù)不變（原子守恒），可得關(guān)系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
任務(wù)二 化學(xué)計(jì)算中的常用方法
2. 守恒法——質(zhì)量守恒（原子守恒）、電荷守恒、電子守恒
例：用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2×10－2 mol的
XO4— 還原，已知氧化產(chǎn)物為 SO42- ，求元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)。
解：氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等（電子守恒），設(shè)元素X在還原產(chǎn)物中
的化合價(jià)為x，則有：
1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－2 mol×(7－x)，x＝＋4。
任務(wù)二 化學(xué)計(jì)算中的常用方法
2. 守恒法——質(zhì)量守恒（原子守恒）、電荷守恒、電子守恒
例：在硫酸鈉和硫酸鋁的混合溶液中，Al3＋的物質(zhì)的量濃度為0.2 mol·L－1,
SO42－為0.4 mol·L－1，求溶液中Na＋的物質(zhì)的量濃度。
解：在任何一個(gè)溶液中，陽(yáng)離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷
總數(shù)（電荷守恒），則有
3c(Al3＋)＋c(Na＋)＝2c(SO42－);c(Na＋)＝0.2 mol·L－1。
小結(jié)：守恒法——質(zhì)量守恒（原子守恒）、電子守恒、電荷守恒：在化學(xué)反應(yīng)中，遵循質(zhì)量守恒（原子守恒）；在氧化還原反應(yīng)中，還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)（電子守恒）；在電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)＝陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)（電荷守恒）。
任務(wù)二 化學(xué)計(jì)算中的常用方法
3. 差量法——質(zhì)量差、體積差
例：把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時(shí)間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了4 g，求參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量。
解：　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　 Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　 4 g
小結(jié)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應(yīng)前后的質(zhì)量差Δm、物質(zhì)的量差Δn、氣體體積差等ΔV，該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法。
任務(wù)二 化學(xué)計(jì)算中的常用方法
4. 方程組法——兩個(gè)已知量求解混合物中兩種物質(zhì)的未知量
小結(jié)：一般方程組法用于解決兩種物質(zhì)的混合物計(jì)算，一般讀題時(shí)能找到兩個(gè)已知量時(shí)，均可以利用二元一次方程組進(jìn)行求算未知量。
例：把5.1g 鎂鋁合金的粉末放入過(guò)量的鹽酸中，得到5.6LH2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。計(jì)算該合金中鋁和鎂的物質(zhì)的量之比。
解：設(shè)合金中鎂的物質(zhì)的量為x，鋁的物質(zhì)的量為y。
M(Mg)= 24 g/mol
M(Al)= 27g/mol
x·24 g/mol +y·24g/mol= 5.1g
Mg +2HCl=MgCl 2 + H2↑
2Al +6HCl=2AlCl 3 +3H2↑
n(H2)=5.6L÷22.4L/mol＝0.25mol
x +1.5y = 0.25mol
解得：x＝y(tǒng)＝0.1mol
n(Al):n(Mg)=1:1
課堂練習(xí)
練習(xí)：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，CO和CO2的混合氣體共 6.72 L，質(zhì)量為 12 g，則CO的物質(zhì)的量是多少？
練習(xí)：把1.0mol/LCuSO4溶液和1.0mol/LFe2(SO4)3溶液等體積混合（假設(shè)混合溶液的體積等于混合前兩溶液的之和），再向其中加入足量鐵粉，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，鐵粉有剩余。求此時(shí)溶液中Fe2+的物質(zhì)的量濃度？

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