物质的量在化学方程式计算中的应用人教版

《物质的量在化学方程式计算中的应用人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物质的量在化学方程式计算中的应用人教版（11页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、物质的量在化学方程式计算中的应用人教版用心 爱心 专心 119号编辑 - 1 -物质的量在化学方程式计算中的应用【思考导学】 1初中学习的有关化学方程式的计算多以质量为核心能否把物质的量引进化学方程式的计算引入后计算的根据是什么 答案能参与反应的各物质的物质的量之比等于方程式中各物质的化学计量数之比 2气体之间的反应多以测量体积来计算在同一条件下反应的气体体积之间有什么关系呢存在这一关系的依据是什么 答案在同温同压下参与反应的各气体的体积之比等于方程式中各物质的化学计量数之比依据是阿伏加德罗定律 3对于物质的量应用于化学方程式的计算要注意什么问题 答案根据化学方程式计算时已知物质的其他物理量一

2、般都换算成物质的量再利用化学计量数之比等于物质的量之比列比例式 各物理量及单位物质的名称、公式等尽量利用符号表示各物理量的符号要注明物质或粒子的符号如已知NaCl溶液中NaCl的物质的量浓度和NaCl溶液的体积求NaCl的质量可表示为mNaClnNaClMNaClcNaClVNaClaqMNaCl 常用物理量符号 M摩尔质量单位g/mol m质量单位g n物质的量单位mol N粒子数V体积单位L、mL 密度w质量分数 c物质的量浓度Vm气体摩尔体积 NA阿伏加德罗常数化学计量数 若表示溶液的物理量应注明aq如NaOH溶液的体积表示为VNaOHaq密度可表示为NaOHaq 设未知数直接用各物理量

3、符号表示如设参加反应的盐酸溶液的体积为VHClaq并且不带单位 将已知量代入计算式中计算时都要带入单位综合可归纳为已知量带单位未知量不带单位 解题过程中要体现计算步骤a.设未知数b.写出有关的化学方程式并在有关的物质下面说明有关的量c.列出比例式并求解d.写出答案 注意单位的正确运用易被忽略计数中有效数字的保留问题 【自学导引】 一、物质的量n与质量m、粒子数N、气体摩尔体积Vm、物质的量浓度c之间的关系 二、化学方程式在量方面的涵义 H2 Cl2 点燃 2HCl 化学计量数之比 11 2 扩大N倍 NN 2N 物质的量之比 1 mol 1 mol 2 mol 换算成质量比 2 g 71 g

4、73 g 换算成标况下体积比 22.4 L 224 L 448 L 在同一条件下体积比 1 1 2 用心 爱心 专心 119号编辑 - 2 - 结论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等于各物质的物质的量之比即 236767NN2N36767nn2n36767 对于气体参与的反应在同温同压下还等于各气体的体积之比即 23nn2n323 应用1根据计量数之比规则由一种物质的物质的量反应物或生成物均可求算另一种反应物或生成物的物质的量再把物质的量转化成其他物理量如质量等这是本节计算的核心内容 2如果确知各反应物或生成物参与反应的物质的量之比或在同温同压下的体积比就可知道其化

5、学方程式中的计量数之比结合质量守恒定律原子个数守恒就可确定化学反应的方程式或确定某一反应物或生成物的化学式 思考物质的量应用于化学方程式的计算其核心内容是什么对化学方程式有何要求 答案核心内容是把已知条件中的物理量首先转换成物质的量再据计量数之比法则转换成所求物质的物质的量即为围绕物质的量的计算方程式必须配平这是计算的首要前提 【热点透视】 一、化学计算的特点及解答的一般思维程序 化学计算是从“量”的方面来反映物质及其变化的规律通过计算能加深有关概念的理解及对理论的深刻认识并能进一步掌握及运用有关元素化合物的知识通过计算还能进一步培养学生的分析问题和解决问题的能力 化学计算共有的特点有 1概念

6、性强 准确地掌握概念这是化学计算的基点很多基本计算题就是概念题很多综合计算题也是结合多项概念找出相关关系来采取计算手段的 通过对概念的深入理解可以灵活、正确地进行计算通过计算又可以巩固和深化概念如果概念不清化学意义不明就无法正确的运算必须克服重视数学运算而轻视化学概念的错误认识必须克服重视计算的技能技巧而轻视解题的化学思想的错误倾向 2量化性强 化学计算的基础是对相关化学知识的正确理解和应用计算是工具和手段要进行化学计算必须弄清“质”与“量”的相互关系并自觉地从两者的紧密结合上去进行分析和解答“明确化学涵义”与“理解量的关系”两者密不可分 明确化学涵义指应明确化学概念和化学原理的涵义、元素化合

7、物的性质、化学反应的实质等 理解量的关系指应理解数量、质量、体积、物质的量在化学物质或化学反应中的计算、表示或相互关系等 3方法性强 由于化学计算涉及化学与数学两个方面可能需组合运用较多的化学基础知识和数学知识由于题目可能包容着隐含的关系式、关系量逻辑思维性较强等原因化学计算灵活程度较大多数有一定难度 有些题目需要挖掘题示弄清题意有些题目需要分析推理、分析讨论有些题目需要巧设未知信息转换有些题目需答一题多问需用一题多法要注意优化解法 解化学计算题没有一成不变的方法模式重要的是要建立解决化学问题的基本思维模式或者说是解题基本步骤 解题时还必须明确解题方法与计算中各基本内容之间的内在联系 4规范性

8、强 规范是任何一门科学的重要准则在很大程度上体现一个人的知识素质和科学素质在解答计算题的过程中一定要注意对有效数字和国际单位制的要求 各种符号的书写要规范大写字母与小写字母的意义各不同如“M”表示摩尔质量而“m”表示质量“N”表示粒子数而“n”表示物质的量 设未知数直接用各物理量的符号表示且要注明物质或粒子的符号如设参加反应盐酸溶液的体积为VHClaq 各物理量及单位物质的名称公式等尽量用符号表示如已知NaCl溶液的体积和物质的量浓度求NaCl的质量时就写成 mNaClcNaClVNaClaqMNaCl 用已知量代入计算式中计算时都要带入单位在计算式包括单位中不能出现两根分数线如mol/g40

9、g20应写成1molg40g200.5 mol 用心 爱心 专心 119号编辑 - 3 - 解答化学计算题的一般思维程序可概括为“一审、二思、三答、四查”四个程序 在解题过程中审题要周全思考是关键答题应规范复查应全面 同时解答完题目后还必须学会总结否则将事倍功半主要从解题依据、解题关键、解题规律、错解分析等方面总结 二、根据化学方程式计算的基本步骤及注意问题 1根据化学方程式计算的基本步骤 1根据题意写出配平的化学方程式 2求出已知物和未知物的摩尔质量有时可用物质的量、体积等分别写在化学方程式中有关的化学式下面如果化学方程式中有关的化学式前面有化学计量数必须用这个化学计量数去乘有关的摩尔质量

10、3把已知和要求的量用mB、nB、VB或设未知数x、y等代表分别写在化学方程式中有关化学式的下面 4将有关的四个量列出比例式求出要求的量 5简明地写出答案 2根据化学方程式计算需注意的问题 1化学方程式所表示的是纯净物质之间的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Bm不纯物质wB 注wB为纯净物质B的质量分数 2单位问题一般说来在一个题目里如果都用统一的单位不会出现错误但如果题内所给的两个量单位不一致再换算成同一个单位有时显得很烦琐这时只要做到两个量的单位“上下一致左右相当”即可例如 用心 爱心 专心 119号编辑 - 4 -

11、 MnO24HCl浓MnCl22H2OCl2 87 g 4 mol x g y mol MnO24HCl浓MnCl22H2OCl2 4 mol 22.4 L x mol y L MnO24HCl浓MnCl22H2OCl2 87 g 22.4 L x g y L 上述3种表示方法均正确解题时具体选用哪种格式要根据题目所给量的单位具体问题具体分析 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 三、化学计算的常用方法与技巧 1差量法 差量法是根据化学变化前后物质的量发生的变化找出所谓“理论差量”这个差量可以是质量、气体物质的体积、压强、物质的量、反应

12、过程中热量的变化等该差量的大小与参与反应的物质有关量成正比差量法就是借助于这种比例关系解决一定变量的计算题解此类题的关键是根据题意确定“理论差量”再根据题目提供的“实际差量”列出比例式求出答案 2守恒法 在化学中有许多守恒关系如质量守恒、电子转移守恒、电荷守恒、化合价代数和守恒等 1质量守恒 宏观表现变化前后质量守恒 微观表现变化前后同种元素的原子个数守恒 2电子转移守恒 在氧化还原反应中氧化剂得电子总数或化合价降低总数等于还原剂失电子总数或化合价升高总数 3电荷守恒 在电解质溶液中阴离子所带总负电荷数与阳离子所带总正电荷数必须相等 在离子方程式中反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数必须相等

13、且电性相同 4化合价代数和守恒 任一化学式中正负化合价的代数和一定等于零借此可确定化学式 运用守恒法解题既可避免书写繁琐的化学方程式提高解题的速度又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式提高解题的准确度 3关系式量法 化学计算的依据是物质之间量的比例关系这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中而得但对复杂的问题如已知物与待求物之间是靠很多个反应来联系的这时就需直接确定已知量与未知量之间的比例关系即“关系式”其实从广义而言很多的化学计算都需要关系式的只是对于多步反应的计算其“关系式”更是重要与实用 “关系式”有多种常见的有质量或质量分数关系物质的量或粒子数关系式气体体积的关系式等 确定已知与未知

14、之间的关系式的一般方法 1根据化学方程式确定关系式先写出化学方程式然后再根据需要从方程式中提炼出某些关系如 MnO2HCl浓 MnCl2Cl22H2O可得如下关系HClCl2 2根据守恒原理确定关系式 如2NaH2 其他技法如平均值法、极值法、讨论法等将在今后的学习中逐渐接触研究 【典例剖析】 例 1.15 g金属钠跟水反应后得到100 mL溶液试计算 1生成的气体在标准状况下是多少毫升 用心 爱心 专心 119号编辑 - 5 - 2反应后所得溶液的物质的量浓度是多少 解析金属钠跟水反应生成NaOH和H2要求生成H2的体积和NaOH溶液的物质的量浓度只要写出化学方程式找到有关物质的量的关系即可

15、求解 解12Na2H2O2NaOHH2 2 2 1 1molg23g15.1 nNaOH m2VHV m21m2122VHVmolg23g15.112VHVmolg23g15.1HnNanHvNav H21molg23g15.121m 1molg23g15.12122.4 mol0.56 560 mL 2nNaOHNavNaOHvnNa1molg23g15.1220.05 mol cNaOHL1.0mol05.0VNaOHn0.5 mol 本题还可用以下格式作解 解2Na2H2O2NaOHH2 1nNa1molg23g15.10.05 mol nH221nNa0.025 mol H20.025

16、 mol22400 mLmol560 mL 2nNaOHnNa0.05 mol cNaOHL1.0mol05.00.5 molL 建议同学们使用这种格式作解 答案1560 mL 20.5 molL1 点评本题是根据化学方程式计算的常规题目通过本题重点掌握解常规题目的格式 例2某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应消耗H和产生CO2的物质的量之比为65该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为 A11 B12 C13 D14 解析设二价金属为M正盐的物质的量为x酸式盐的物质的量为y则有 MCO32HClMCl2CO2H2O x 2x x MHCO322HClMCl22CO22H2O 用

17、心 爱心 专心 119号编辑 - 6 - y 2y 2y 由题意得56222yxyx 即21yx 答案B 点评有关混合物的计算是中学化学计算的常见类型同学们应养成用“物质的量”来解题的良好习惯 例3用MnO2与浓盐酸反应制取氯气当有4 mol氯化氢被氧化时生成的氯气在标准状况下的体积为 A22.4 L B11.2 L C44.8 L D89.6 L 解析在化学反应MnO24HCl浓MnCl2Cl22H2O中被氧化的氯化氢占参加反应的氯化氢总量的一半可得关系式 2HCl被氧化Cl2 4 mol 2 mol 所以在标准状况下氯气体积为2 mol22.4 Lmol144.8 L 答案C 点评本题意在

18、考查实验室制取氯气的反应原理及氧化还原有关概念 本题之所以作为典型例题功能有二一则是告知同学们准确地掌握概念、理解概念是化学计算的基点如果概念不清、化学意义不明则无法正确计算化学计算的前提是化学概念二则告知同学们化学方程式中隐含着许多信息这些信息既有定性的也有定量的既有明的也有暗的对化学方程式的学习与认识绝不能停留在谁与谁反应生成什么上 本题还可用电子转移守恒法求解请自解 例4向20 mL 0.20 mol/L的NaOH溶液中缓缓通入一定量的CO2气体将溶液在一定条件下小心地蒸干若得到白色固体为纯净物则通入CO2的体积为_标准状况写出反应的离子方程式_ 将上述白色固体加水溶解加盐酸至中性再蒸干

19、得白色固体质量为_g 解析本题考查NaOH溶液与CO2反应由于二者物质的量不同产物也会不同同时考查离子方程式的书写利用元素守恒进行有关计算的能力 CO2与NaOH发生反应可能的离子方程式为 CO22OHCO23H2O 1 2 n1CO2 n1OH CO2OHHCO3 1 1 n2CO2 n2OH 1 解题时要注意可能出现的多种情况、多种反应、多个答案也要注意在多种情况下守恒不变的东西如物质守恒、电荷守恒、电子得失守恒等等 例5取50.0 ml Na2CO3和Na2SO4的混合溶液加入过量BaCl2溶液后得到14.51 g白色沉淀用过量稀硝酸处理后沉淀量减少到4.66 g并有气体放出试计算 1原

20、混合溶液中Na2CO3和Na2SO4的物质的量浓度 2产生的气体在标准状况下的体积 解析本题是关于混合物的计算题 Na2CO3和Na2SO4混合溶液中加入过量BaCl2溶液后产生的白色沉淀是BaCO3和BaSO4的混合物向沉淀中加入过量硝酸后BaSO4不溶解BaCO3溶解并放出CO2剩余的4.66 g沉淀为BaSO4 由生成的BaCO3、BaSO4的质量可求得它们的物质的量它们的物质的量也分别是Na2CO3和Na2SO4的物质的量从而求得Na2CO3、Na2SO4的物质的量浓度生成CO2的体积可由化学方程式求出 解Na2CO3BaCl2BaCO32NaCl Na2SO4BaCl2BaSO42N

21、aCl BaCO32HNO3BaNO32CO2H2O 1nNa2SO4nBaSO41molg233g66.40.02 mol mBaCO314.514.669.85 用心 爱心 专心 119号编辑 - 8 - nNa2CO3nBaCO31molg197g85.00.05 molcNa2SO4L05.0mol02.00.40 mol cNa2CO3L05.0mol05.01.0 mol 2nCO2nNa2CO30.05 mol HCO20.05 mol22.4 mol1.12 答案11.0 molL1 0.40 molL1 21.12 L 点评本题是两组分混合物的典型计算题从解答中同学们可以体会

22、物质的量应用于化学方程式计算的便利体会到物质的量在化学计算中的核心地位要比用质量计算快捷的多 例6有45.45 g KClO3和MnO2的混合物加热一段时间后质量变为40.65 g将此剩余固体平均分成两份 1一份加足量的水溶解后过滤在滤液中加足量的硝酸酸化了的AgNO3溶液可得沉淀多少克 2另一份加入足量的浓盐酸加热使之反应将放出的气体通入含KI、KBr的1 L混合溶液恰好使溶液中Br、I完全反应若KI的物质的量浓度与KBr的物质的量浓度相等都为0.35 molL1试求KClO3的分解百分率 解析差量法是化学计算中的常用方法之一本题宜用差量法减轻的质量即为生成的氧气的质量据此可计算出生成的KC

23、l质量即求出AgCl沉淀的量 1混合物加热后质量减轻45.4540.654.8 g即生成O2的质量为4.8 g混合物的一半可产生2.4 g O2 设分解了KClO3 x mol生成KCly mol生成沉淀z g 2KClO32MnO2KCl 3O2 2 mol 2 mol 96 g x mol y mol 2.4 g xy005 KClAgNO3AgClKNO3 1 mol 143.5 g 0.05 mol z mol z7175 2由于KBr、KI的物质的量均为0.35 molL11 L0.35 mol Cl2 2KBr2KClBr2 1 2 nCl2 0.35 nCl20.175 mol 即另一半固体混合物与浓盐酸反应共放出0.35 mol Cl2 6HClKClO3KCl3Cl23H2O 122.5 g 3 mol m g 5.122m3 mol 4HClMnO2MnCl2Cl22H2O 87 g 1 mol w g 87w mol 35.087w5.122m35.7405.0265.40wm 用心 爱.