专题14 物质的量在化学方程式计算中的应用【知识回放】初中阶段有关方程式的计算，用到的物理量为质量，例如以下相关计算：6.5g的锌粒与足量的稀盐酸反应，产生的氢气为多少克？解：设生成氢气质量为xZn + 2HCl= ZnCl2 + H265 26.5g x65/6.5g=2/x x=0.2g 答：产生的氢气为0.2g.【新知精讲】一、物质的量在化学方程式计算中的应用以钠和水反应的化学方程式为例: 2Na+2H2O=2NaOH+H2化学计量数22 21扩大NA倍2NA 2NA2NA 1NA物质的量2 mol 2 mol2 mol1 mol结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比=参加反应的物质的微粒个数之比=参加反应的物质的物质的量之比=参加反应的物质的气体体积(相同状况)之比。二、根据化学方程式进行计算的基本步骤【科学探究】探究一 物质的量应用于化学方程式的计算问题导引1.“化学反应前后质量是守恒的,那么物质的量也一定守恒!”这种说法对吗?提示不对。化学方程式中各物质的物质的量之比=各物质的化学计量数之比,所以,化学反应后物质的量可能增大,可能减小,也可能不变。2.根据化学方程式进行计算时,如果遇到已知物理量与未知物理量不一致时,可以直接列式计算吗?提示可以。只要满足“上下一致,左右相当”即可进行求算,例如:2Na+2H2O=2NaOH+H246g2mol 22.4Lm(Na)n(NaOH) 5.6L虽然Na、NaOH与H2对应的物理量不同,但表示的意义相当。探究二 化学计算中的常用方法问题导引1.工业制备硫酸的反应是:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,2SO2+O2=2SO3,SO3+H2O=H2SO4,找出FeS2与H2SO4的关系式。提示方法一:根据化学方程式4FeS28SO28SO38H2SO4,即FeS22H2SO4。方法二:由硫元素守恒得,FeS22H2SO4。2.将质量为100 g的铁棒插入1 L 0.5 molL-1的CuSO4溶液中,足够长的时间后,铁棒的质量将变为多少?提示 可以采用差量法。设铁棒增重m,则Fe+CuSO4=FeSO4+Cum56g 1mol 64g 8g 1L0.5molL-1mm=4g故铁棒质量变为100g+4g=104g【重点突破】1.有关物质的量的计算中的“三个规范”(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。(2)符号规范: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HCl溶液的体积为VHCl(aq)。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NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)VNaOH(aq)M(NaOH)。 (3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。2.物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,而非质量之比。(2)计算时,各种物质不一定都用物质的量表示,也可以用质量表示,气态物质还可以用体积表示,但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系;只要做到“上下一致,左右相当”即可。3.化学计算常用的方法（1）关系式法当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”。根据化学方程式确定关系式:写出发生反应的化学方程式,根据量的关系写出关系式。如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量。发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O。则关系式为3CO3CO23CaCO3,即COCaCO3。根据原子守恒确定关系式:上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出COCaCO3。（2）守恒法（3）差量法根据反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出所谓“理论差量”,该差量的大小与反应物的有关量成正比关系。差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变的计算方法。如Fe+CuSO4=Cu+FeSO4固体质量增加 56 g64 g64 g-56 g=8 g xm g则 56g/8g=x/mg x=7m g。【典题探究】典例1把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 molL-1盐酸中,反应后溶液中c(HCl)变为4.6 molL-1(溶液体积变化忽略不计)。求:(1)反应中消耗HCl的物质的量。(2)该混合物中铝、铁的物质的量。【答案】:(1)0.08 mol(2)Al,0.02 mol;Fe,0.01 mol变式训练1-1 在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为()A.1 molL-1B.2 molL-1C. 1.5 molL-1D.3 molL-1【答案】:B【解析】:设物质的量浓度为c,则2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22mol 67.2L0.5Lc 33.6L2mol/0.5Lc=67.2L/33.6L 解得c=2molL-1 变式训练1-2 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为()A.11 B.21 C.31D.13【答案】:C变式训练1-3 (双选)标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成a L氢气,下列比例式正确的是()A.Zn+2HCl=ZnCl2+H21 mol 1 mol3.25 g a LB.Zn+2HCl=ZnCl2+H265 g 1 L3.25 g a LC.Zn+2HCl=ZnCl2+H21 mol 22.4 L0.05 mol a LD.Zn+2HCl=ZnCl2+H265 g 22.4 L3.25 g a L【答案】:CD【解析】:根据化学方程式计算时必须满足“上下一致,左右相当”。 变式训练1-4 向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,试计算:(1)Al的物质的量;(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度;(3)在标准状况下生成H2的体积。【答案】:(1)0. 4 mol (2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol,NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度是0.8 molL-1。(3)13.44 L典例2 将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为32,则样品中铁、铝物质的量之比为()A.32 B.21 C.34D.43【答案】:C【解析】:设每份铁铝合金样品中含铁、铝的物质的量分别为x、y,则由FeH2、Al3/2H2、Al3/2H2三个关系式得知(x+3y/2)(3y/2)=32,解得xy=34。变式训练2-1 若18 g某金属与足量盐酸充分反应,放出22.4 L(标准状况)H2,则该金属是()A.Al B.MgC.FeD.Zn【答案】:A【解析】:本题可用电子守恒求解,生成22.4L(标准状况)H2,即1molH2时,转移电子2mol,说明与盐酸反应时18g金属失去2mol电子,以上四种金属失去2mol电子所需的质量分别为Al18g、Mg24g、Fe56g、Zn65g。变式训练2-2 Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中错误的是()A.参加反应的Mg、Al共0.2 molB.参加反应的HCl为0.4 molC.Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2【答案】:A变式训练2-3 1 L混合溶液中含有SO42-0.25 mol,Cl- 0.75 mol,Na+ 0.25 mol,其余为H+,则H+的物质的量浓度为()A.2.5 molL-1B.5 molL-1 C.0.1 molL-1D.1 molL-1【答案】:D【解析】:根据电荷守恒:2c( SO42-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),20.25molL-1+0.75molL-1=0.25molL-1+c(H+),得c(H+)=1molL-1。1