第17講-物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用(教師版)

第17第17講物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用考點導(dǎo)航考點導(dǎo)航知識精講知識精講知識點一：1．以物質(zhì)的量為核心的基本計算關(guān)系2．化學(xué)方程式中的定量關(guān)系(1)化學(xué)計量數(shù)之比等于相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比(2)化學(xué)計量數(shù)之比等于同溫同壓下相應(yīng)氣體的體積之比3．物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的步驟微警示(1)書寫格式規(guī)范化：在根據(jù)化學(xué)方程式計算的過程中，各物理量、物質(zhì)名稱、公式等盡量用符號表示，且數(shù)據(jù)的運算要公式化并帶單位。(2)單位運用對應(yīng)化：根據(jù)化學(xué)方程式計算時，如果題目所給的兩個量單位不一致，要注意兩個量的單位要“上下一致，左右相當(dāng)”，且單位要注明。(3)如果兩種反應(yīng)物的量都是已知的，求解某種產(chǎn)物的量時，必須先判斷哪種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足量的物質(zhì)進行計算。(1)書寫格式規(guī)范化：在根據(jù)化學(xué)方程式計算的過程中，各物理量、物質(zhì)名稱、公式等盡量用符號表示，且數(shù)據(jù)的運算要公式化并帶單位。(2)單位運用對應(yīng)化：根據(jù)化學(xué)方程式計算時，如果題目所給的兩個量單位不一致，要注意兩個量的單位要“上下一致，左右相當(dāng)”，且單位要注明。(3)如果兩種反應(yīng)物的量都是已知的，求解某種產(chǎn)物的量時，必須先判斷哪種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足量的物質(zhì)進行計算?！炯磳W(xué)即練1】1．下列物質(zhì)中，所含分子數(shù)最多的A．0.8molHe B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LSO2C．NA個CH4(NA為阿伏加德羅常數(shù)) D．16gO2(O2的摩爾質(zhì)量是32g?mol-1)【答案】C【解析】利用n=，分子數(shù)與物質(zhì)的量成正比例，據(jù)此分析；A．He的物質(zhì)的量為0.8mol；B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，4.48LSO2的物質(zhì)的量為=0.2mol；C．NA個CH4的物質(zhì)的量為1mol；D．16gO2的物質(zhì)的量為=0.5mol；綜上所述，所含分子數(shù)最多的是NA個CH4，選項C符合題意；答案為C。2．下列說法中，不正確的是A．Al的摩爾質(zhì)量是27g·mol?1B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LH2O的物質(zhì)的量為1molC．1molCH4中含有的分子數(shù)約為6.02×1023D．1L1mol·L?1KCl溶液中含有1molK+【答案】B【解析】A．摩爾質(zhì)量以g·mol?1做單位時，在數(shù)值上等于物質(zhì)的式量，則Al的摩爾質(zhì)量是27g·mol?1，A正確；B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水為非氣態(tài)，不能用氣體的摩爾體積進行計算，則無法計算22.4LH2O的物質(zhì)的量，B錯誤；C．1molCH4中含有的分子數(shù)約為1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023，C正確；D．1L1mol·L?1KCl溶液中含有K+的物質(zhì)的量為1L×1mol·L?1=1mol，D正確；故答案為B。3．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，如果ag某氣態(tài)雙原子分子的分子數(shù)為p，則bg該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(L)是A． B．C． D．【答案】D【解析】ag氣態(tài)雙原子分子的物質(zhì)的量為mol，摩爾質(zhì)量為=g·mol-1，所以bg氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為×22.4L·mol-1=L；故選D。4．下列關(guān)于阿伏加德羅常數(shù)的說法中正確的是A．6.02×1023叫做阿伏加德羅常數(shù)B．12g12C含有的碳原子數(shù)就是阿伏加德羅常數(shù)C．含有阿伏加德羅常數(shù)個微粒的物質(zhì)是1摩爾D．1摩爾氯含有6.02×1023個氯分子【答案】B【解析】A.阿伏加德羅常數(shù)是精確值，其近似值為6.02×1023mol-1，6.02×1023不是阿伏伽德羅常數(shù)，選項A錯誤；B.12g12C的物質(zhì)的量是1mol，所以12g12C含有的碳原子數(shù)為阿伏加德羅常數(shù)，選項B正確；C.含有阿伏加德羅常數(shù)個微粒的物質(zhì)不一定是1摩爾，例如含有阿伏加德羅常數(shù)個氫原子的氫氣物質(zhì)的量是0.5mol，選項C錯誤；D.1mol氯不知氯原子、離子、分子，應(yīng)用物質(zhì)的量要指明微粒種類，選項D錯誤；答案選B。知識點二：1．化學(xué)方程式中的定量關(guān)系2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑質(zhì)量之比：46g∶36g∶80g∶2g計量數(shù)之比：2∶2∶2∶1擴大NA倍：2NA∶2NA∶2NA∶NA物質(zhì)的量之比：2mol∶2mol∶2mol∶1mol結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比等于粒子個數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。2．250mL2mol·L－1的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計算：(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)。(寫出解題步驟)[解]n(H2SO4)＝0.25L×2mol·L－1＝0.50mol(法1)(1)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑11n(Fe)0.5moleq\f(1,1)＝eq\f(nFe,0.5mol)，n(Fe)＝0.5mol(2)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑1mol22.4L0.5molV(H2)eq\f(1mol,0.5mol)＝eq\f(22.4L,VH2)，解得V(H2)＝11.2L(法2)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑1mol1mol22.4Ln(Fe)0.5molV(H2)eq\f(1mol,nFe)＝eq\f(1mol,0.5mol)＝eq\f(22.4L,VH2)故n(Fe)＝0.5mol，V(H2)＝11.2L[答](1)參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量為0.5mol。(2)生成H2的體積為11.2L?！炯磳W(xué)即練2】5．將mgFe、Cu合金投入足量稀硝酸中，固體完全溶解，共收集到2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO氣體，向反應(yīng)后的溶液中加入過量的NaOH溶液，下列判斷正確的是A．Fe、Cu和稀硝酸反應(yīng)，稀硝酸只表現(xiàn)了氧化性B．最終所得溶液中溶質(zhì)只有一種C．整個過程中有0.1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移D．理論上沉淀的質(zhì)量為(m+5.1)g【答案】D【解析】A．Fe、Cu和稀HNO3反應(yīng)，稀硝酸既表現(xiàn)了氧化性又表現(xiàn)了酸性，A項錯誤；B．所得溶液中溶質(zhì)有NaNO3和過量的NaOH兩種，B項錯誤；C．NO的物質(zhì)的量為0.1mol，合金與稀硝酸反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.3mol電子，C.項錯誤；D．最后得到的沉淀是Fe(OH)3和Cu(OH)2，沉淀的質(zhì)量等于合金的質(zhì)量和增加的OH-的質(zhì)量之和，而增加的OH-的物質(zhì)的量也等于整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，即增加的OH-的物質(zhì)的量也是0.3mol，所以理論上沉淀的質(zhì)量為mg+0.3mol×17g/mol=(m+5.1)g，D項正確。故選D。6．實驗室常用加熱高錳酸鉀的方法制備少量氧氣。(1)請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。(2)現(xiàn)欲制備3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣，理論上需要________克高錳酸鉀？(3)用制備的3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣與H2完全反應(yīng)生成水，理論上需要________升H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)？【答案】(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2)47.4(3)6.72【解析】(1)加熱高錳酸鉀反應(yīng)生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；(23.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣的物質(zhì)的量為，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知，n(KMnO4)=2n(O2)=0.30mol，需要高錳酸鉀的質(zhì)量為；(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式2H2+O22H2O，3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣的物質(zhì)的量為，需要n(H2)=0.30mol，需要H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為。能力拓展能力拓展1．關(guān)系式法當(dāng)已知物和未知物之間是通過多個反應(yīng)聯(lián)系時，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”，就可求得未知量。例如，把CO還原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中，求生成沉淀的量。根據(jù)化學(xué)方程式3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋3CO2、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O得關(guān)系式3CO～3CO2～3CaCO3，由此建立CO與CaCO3之間的直接關(guān)系3CO～3CaCO3，一步算出未知量。2．守恒法3．差量法化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生變化時均可用差量法。解題的一般步驟為(1)準(zhǔn)確寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)深入細(xì)致地分析題意，關(guān)鍵在于有針對性地找出產(chǎn)生差量的“對象”及“理論差量”。該“理論差量”可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、壓強等，且該差量的大小與參加反應(yīng)的物質(zhì)的有關(guān)量成正比。(3)根據(jù)反應(yīng)方程式，從“實際差量”尋找比例關(guān)系，列比例式求解。如：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2固體差值2mol2×106g1mol2×28gn(Na2O2)m(Na2CO3)n(O2)5.6g則：eq\f(2mol,nNa2O2)＝eq\f(2×106g,mNa2CO3)＝eq\f(1mol,nO2)＝eq\f(2×28g,5.6g)4．平均值法——判斷合金成分平均值法就是根據(jù)兩組分物質(zhì)的某種平均值，來推斷兩物質(zhì)某種量的范圍的方法。即X(a)<X(平均)<X(b)。如利用平均摩爾電子質(zhì)量(金屬失去1mole－的質(zhì)量)判斷合金的成分。如：兩種金屬形成的合金23g與足量鹽酸反應(yīng)，放出1molH2，則平均摩爾電子質(zhì)量為eq\f(23g,2mol)＝11.5g·mol－1，可判斷合金可能為Al與Fe形成合金。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列物質(zhì)所含分子數(shù)最多的是A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LCO2B．5.1gNH3(NH3的摩爾質(zhì)量是17g·mol-1)C．0.2molCl2D．0.25NA個CO2(NA為阿伏加德羅常數(shù))【答案】B【解析】根據(jù)公式n=知，氣體的分子數(shù)與物質(zhì)的量呈正比，據(jù)此分析解答。A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積為22.4L/mol，3.36LCO2的物質(zhì)的量為：=0.15mol；B．NH3的摩爾質(zhì)量是17g·mol-1，5.1gNH3的物質(zhì)的量為：=0.3mol；C．Cl2的物質(zhì)的量為0.2mol；D．0.25NA個CO2的物質(zhì)的量為：0.25mol；所以上述四種物質(zhì)中含有分子數(shù)最多的是B，答案選B。2．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，如果ag某氣態(tài)雙原子分子的分子數(shù)為p，則bg該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V(L)是A． B．C． D．【答案】D【解析】ag氣態(tài)雙原子分子的物質(zhì)的量為mol，摩爾質(zhì)量為=g·mol-1，所以bg氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為×22.4L·mol-1=L；故選D。3．設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為，則下列說法正確的是A．常溫常壓下，22g氣體中含有的原子數(shù)為B．溶液中，含有的鈉離子總數(shù)為C．2.3g鈉由原子變成離子時，失去的電子數(shù)為0.1D．個一氧化碳分子和0.5mol甲烷的原子個數(shù)比為5∶4【答案】C【解析】A.22gCO2物質(zhì)的量為0.5mol，含有的原子數(shù)為1.5NA，故A項錯誤；B.未告知溶液體積無法計算Na2SO4溶液中含有的鈉離子總數(shù)，故B項錯誤；C.2.3g鈉物質(zhì)的量為0.1mol，鈉變?yōu)殁c離子失去一個電子，因此2.3g鈉變成鈉離子失去電子數(shù)為0.1NA，故C項正確；D.NA個一氧化碳分子和0.5mol甲烷的原子個數(shù)比為4∶5，D錯誤。故答案為：C。4．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCl2完全溶于水形成氯水時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NAB．1L0.1mol/L醋酸中含醋酸分子數(shù)為0.1NAC．5.6g鐵粉在0.1mol氯氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.3NAD．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2LHF中含有氟原子的數(shù)目為0.5NA【答案】A【解析】A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCl2的物質(zhì)的量為1mol，氯氣與水的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，由反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)1molCl2的同時轉(zhuǎn)移1mol電子，由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故1molCl2反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于NA，A正確；B．1L0.1mol/L醋酸中含醋酸的物質(zhì)的量為0.1mol，由于醋酸屬于弱電解質(zhì)，在溶液中要部分電離，分子數(shù)小于0.1NA，B錯誤；C．鐵與氯氣的反應(yīng)為，5.6g鐵粉物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)反應(yīng)的計量數(shù)關(guān)系可知氯氣少量，即0.1mol氯氣充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA，C錯誤；D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，HF為液態(tài)，不能用氣體摩爾體積進行計算，D錯誤；故答案選：A。5．設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列說法正確的是A．16g所含分子數(shù)為B．22.4L與足量的鐵反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2C．1的溶液中含的數(shù)目為D．2.3g與足量反應(yīng)生成和混合物，失去電子的數(shù)目為0.1【答案】D【解析】A．16g氧氣的物質(zhì)的量為0.5mol，分子個數(shù)為0.5NA，A錯誤；B．沒有指明標(biāo)況，不能計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，B錯誤；C．溶液體積未知，不能計算離子個數(shù)，C錯誤；D．Na完全反應(yīng)生成Na+，Na物質(zhì)的量為0.1mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA，D正確；故選D。6．在同溫同壓下，等質(zhì)量的二氧化硫和二氧化碳相比，下列敘述正確的是A．體積之比：11：16 B．密度之比：11：16C．物質(zhì)的量之比：1：1 D．分子數(shù)之比：1：1【答案】A【解析】設(shè)兩種氣體的質(zhì)量均為mg，則n(SO2)=，n(CO2)=，所以n(SO2)﹕n(CO2)=44：64=11：16，然后根據(jù)物質(zhì)的量的有關(guān)公式及阿伏伽德羅定律分析、判斷。A．根據(jù)V=n·Vm可知：在相同外界條件下氣體的體積比等于它們的物質(zhì)的量之比，所以V(SO2)﹕V(CO2)=n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，A正確；B．在相同外界條件下兩氣體的密度比等于它們的摩爾質(zhì)量之比。則ρ(SO2)：ρ(CO2)=64：44=16：11，B錯誤；C．根據(jù)上述計算可知：在同溫同壓下，等質(zhì)量的二氧化硫和二氧化碳的物質(zhì)的量之比n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，C錯誤；D．根據(jù)N=n·NA可知：在同溫同壓下，等質(zhì)量的二氧化硫和二氧化碳的分子數(shù)之比等于兩氣體的物質(zhì)的量之比，N(SO2)﹕N(CO2)=n(SO2)﹕n(CO2)=11：16，D錯誤；故合理選項是A。7．已知：標(biāo)準(zhǔn)狀況下①②個分子③④，下列關(guān)系正確的是A．體積大?。孩?gt;③>②>① B．原子數(shù)目：③>④>①>②C．質(zhì)量大小：④>②>③>① D．密度大小：④>②>③>①【答案】C【解析】①標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72

L

NH3的物質(zhì)的量為：；②1.204×1024個H2S分子的物質(zhì)的量為：；③56

g

CH4的物質(zhì)的量為；④5mol

HCl；A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由V=nVm，物質(zhì)的量越大，體積越大，則體積大?。孩?gt;③>①>②，故A錯誤；B．根據(jù)N=nNA可知，物質(zhì)的量越大，含有原子數(shù)目越多，①含有原子的物質(zhì)的量為：3mol×4=12mol，②含有原子的物質(zhì)的量為：2mol×3=6mol，③含有原子的物質(zhì)的量為：4mol×5=20mol，④含有原子的物質(zhì)的量為：5mol×2=10mol，原子數(shù)目：③＞①＞④＞②，故B錯誤；C．由m=nM，①質(zhì)量為：17g/mol×3mol=51g，②質(zhì)量為：34g/mol×2mol=68g，③質(zhì)量56g，④質(zhì)量為：36.5g/mol×5mol=182.5g，質(zhì)量大?。孩?gt;②>③>①，故C正確；D．根據(jù)可知，相同條件下氣體密度與摩爾質(zhì)量成正比，則相同條件下氣體密度大小為：④＞②＞①＞③，故D錯誤；故選：C。8．NA為阿伏伽德羅常數(shù)，下列敘述正確的是A．常溫常壓下，16gO2和O3所含的原子數(shù)為NAB．0.5mol?L﹣1硫酸中含有的H+數(shù)目為NAC．NA個CO2分子占有的體積為11.2LD．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LH2O含有的分子數(shù)為NA【答案】A【解析】A．16gO2與O3混合，即氧原子質(zhì)量為16g，則氧原子的物質(zhì)的量=，即NA，A正確；B．由于溶液體積未知，無法求算H+的物質(zhì)的量，B錯誤；C．NA個CO2物質(zhì)的量為1mol，由于溫度、壓強未知、氣體摩爾體積未知，故無法求算體積，C錯誤；D．由于H2O為液態(tài)，不能使用22.4L/mol求算其物質(zhì)的量，D錯誤；故答案選A。題組B能力提升練1．向100mL稀H2SO4與稀HNO3的混合溶液中加入1.92g銅粉，加熱使其充分反應(yīng)。又知稀HNO3和稀H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別為0.1mol/L和0.4mol/L。下列說法正確的是(忽略反應(yīng)前后溶液的體積變化)A．所得溶液中c(H+)=0.5mol/LB．所得溶液中c(Cu2+)=0.225mol/LC．反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.06mol的電子D．所得氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.448L【答案】A【解析】n(Cu)=1.92g÷64g/mol=0.03mol，n(H+)=0.4mol/L×0.1L×2+0.1mol/L×0.1L=0.09mol，n(NO)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，由反應(yīng)3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O可得，顯然硝酸根離子的物質(zhì)的量不足，由硝酸根離子的物質(zhì)的量及離子方程式可知0.01mol硝酸根離子發(fā)生了反應(yīng)，據(jù)此解答。A．由分析可知，0.01mol硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)時消耗H+的物質(zhì)的量為0.04mol，所得溶液中剩余，故A正確；B．由分析可知，0.01mol硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)時消耗Cu的物質(zhì)的量為0.015mol，所得溶液中，故B錯誤；C．由反應(yīng)離子方程式可知，0.01mol硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)移0.03的電子，故C錯誤；D．由分析可知，0.01mol硝酸根離子發(fā)生反應(yīng)生成氣體0.01mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.224L，故D錯誤；故答案選A。2．5.6gFe粉在含的稀硝酸中正好完全溶解，則a值可能是A．0.25 B．0.3 C．0.45 D．0.5【答案】B【解析】n(Fe)=5.6g÷56g/mol=0.1mol，由3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，消耗HNO3最少為0.1mol×8÷3≈0.27mol，由反應(yīng)Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O可知，消耗HNO3最多為0.1mol×4=0.4mol，則0.27<a<0.4，故答案選B。3