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第二節 金屬材料
第二課時
（物質的量在化學方程中的計算）
學習目標
1.學會根據化學方程式計算的一般步驟和方法。
2.能運用物質的量與其他物理量之間的換算關系進行有關計算。
3.結合物質的量在化學方程式計算中的應用，進一步體會守恒思想，強化宏觀辨識與微觀探析能力。
物質的量為中心的計算
結論：物質的量是聯系各物理量的橋梁，可以簡便的進行各量之間的換算。
物質的量n
物質質量m
微粒數N
物質的量濃度CB
標況下氣體體積V
X NA
÷ NA
X M
÷ M
X V
÷ V
X 22.4L/mol
÷22.4L/mol
知識回顧
2H2O 2H2↑＋O2 ↑
化學計量數
質量
粒子數目
物質的量
2
2
1
36
4
32
2
2
1
擴大NA倍
2NA
2NA
1NA
2
2
1
通電
化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
結論：化學方程式中各物質計量數之比等于物質的量之比。
一、應用化學方程式計算的基本步驟
化學計量數之比=微粒個數之比
=物質的量之比
=氣體體積之比(同溫同壓)
(1) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
1 1
【解 】參加反應的H2SO4的 物質的量為:0.25L×2mol/L=0.5mol
n(Fe) 0.50mol
課本85頁【例題 】 250 mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反 應。
計算:(1)參加反應的鐵屑的物質的量;
化學反應各物質的物質的量之比等于化學計量數之比
【例題 】 250 mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應。
(2)生成的H2的體積 (標準狀況 )。
【解 】參加反應的H2SO4的 物質的量為:0.25L× 2mol/L=0.5mol
(2) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
1 1
0.50mol n（H2)
n（H2）
0.5mol
n（H2）=0.5mol
標況下，V（H2）=n·Vm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L
解法一：先求出n(H2),再求V（H2）。
(2)Fe + H2SO4 =FeSO4+H2↑
1mo1 1mol
V(H2)
22.4L
0.50mol
解法二：
上下一致，左右相當
同一物質的物理量及單位必須相同，不同物質之間物理量及單位可以相同可以不同，各物理量之間均能通過物質的量來相互完成
上下單位一致
【基本步驟】
第一步：轉—將已知的物理量轉化為物質的量；
第二步：寫—寫出相關的化學方程式；
第三步：標—在有關物質的化學式下面標出已知量何未知量（未知量可用相應物理量符合表示）；
第四步：列—列出比例式；
第五步：解—根據比例式求解。
一、應用化學方程式計算的基本步驟
歸納
(1)書寫格式規范化：在根據化學方程式計算的過程中，各物理量、物質名稱、公式等盡量用符號表示，且數據的運算要公式化并帶單位。
(2)單位運用對應化：根據化學方程式計算時，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”。
(3)如果已知兩種反應物的量，求解某種產物的量時，必須先判斷哪種物質過量，然后根據不足量的物質進行計算。
大練習冊80頁：5.4 g鋁與足量NaOH溶液反應生成的氫氣在標準狀況下的體積是多少？
請嘗試用以下兩種方法解答：
體會第2種方法的簡便快捷。
提示　方法一：
設生成標準狀況下氫氣的物質的量為n(H2)
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　3
0.2 mol　　　　　　　　　　　　n(H2)
解得n(H2)＝0.3 mol，所以V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L
即生成標準狀況下氫氣的體積是6.72 L。
方法二：設生成標準狀況下H2的體積為V(H2)
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27 g　　　　　　　　　　　　3×22.4 L
5.4 g　　　　　　　　　　　　　V(H2)
即生成標準狀況下H2的體積是6.72 L。
牛刀小試
某化學實驗室準備用一定量的Fe與足量的1 mol/L的H2SO4溶液反應來制取H2。若要制得2.24 L H2(標況)，試計算
（1）參加反應的H2SO4的物質的量。
（2）參加反應的Fe的質量。(相對原子質量Fe:56)
(1)【解】Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
根據題意：n(H2)=2.24 L÷22.4 L/mol=0.1 mol
1 1 1
n(Fe) n(H2SO4) 0.1 mol
根據比例可得
n(H2SO4) =n(Fe)=n(H2)=0.1 mol
(2) m(Fe)=n(Fe)×M(Fe)=0.1 mol×56 g/mol=5.6 g
(1)【解】Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 g 1 mol 22.4 L
m(Fe) n(H2SO4) 2.24 L
=
=
56 g
m(Fe)
1 mol
n(H2SO4)
22.4 L
2.24 L
n(H2SO4)=0.1 mol
根據比例式可得：
注意：上下單位一致
n(H2SO4)=0.1 mol
m(Fe)=5.6 g
解法一
解法二
上下一致
左右相當
應用物質的量進行化學方程式計算
的方法步驟
求出未知量
列比例關系
找準關系式
準確（定性、定量）書寫化學（離子）方程式
按已、未知量的比例關系先計算出未知量的物質的量，再換算成要求的物理量
明確已知量和未知量，依據關系式中計量數確定已、未知量的物質的量的比例關系，列出比例式
1.關系式法
二、化學計算中的常用方法
【例題】一定量的鐵粉和9 g硫粉混合加熱，待其反應后再加入過量鹽酸，將生成的氣體完全燃燒，共收集得9 g水，求加入的鐵粉質量。
解：根據反應化學方程式Fe＋S FeS ， FeS＋2HCl=FeCl2＋H2S↑，
2H2S＋3O2 2SO2＋2H2O，可得關系式： Fe～H2S～H2O
56g 18g
x 9 g
列比例式解得 x＝28g
小結：當已知量和未知量之間是靠多個反應來聯系時，只需直接確定已知
量和未知量之間的比例關系，即“關系式”,這種比例關系通?？蓮幕瘜W方
程式或化學式中得到。
大練習冊81頁：隨堂演練：2題
例1：2Na~Na2O~2NaOH~Na2CO3
例2：_FeS2~_SO2~_SO3~_H2SO4
例3：_Fe2+~_Fe(OH)2~_Fe(OH)3~_Fe2O3
【例題2】4.6 g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質量是 g。
10.6
解:鈉在空氣中最終轉化為Na2CO3的過程中鈉的原子個數不變（原子守恒），
可得關系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
2.守恒法——質量守恒（原子守恒）、電荷守恒、電子守恒
二、化學計算中的常用方法
①原子守恒
大練習冊87頁例1
2.守恒法——質量守恒（原子守恒）、電荷守恒、電子守恒
②電子守恒：氧化還原反應中得電子總數=失電子總數
【例題3】用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2×10－2 mol的
XO4— 還原，已知氧化產物為 SO42- ，求元素X在還原產物中的化合價。
解：氧化還原反應中得失電子總數相等（電子守恒），設元素X在還原產物中的化合價為x，則有：1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－2 mol×(7－x)，
解得x＝＋4。
大練習冊87頁例2
③電荷守恒：電解質溶液中，陽離子所帶正電荷總數＝陰離子所帶負電荷總數；離子方程式中，反應物所帶電荷總數＝生成物所帶電荷總數。
【例題4】在硫酸鈉和硫酸鋁的混合溶液中，Al3＋的物質的量濃度為
0.2 mol·L－1， SO42－為0.4 mol·L－1，求溶液中Na＋的物質的量濃度。
2.守恒法——質量守恒（原子守恒）、電荷守恒、電子守恒
解：在任何一個溶液中，陽離子所帶的正電荷總數等于陰離子所帶的負電荷總數（電荷守恒），則有3c(Al3＋)＋c(Na＋)＝2c(SO42－)
解得c(Na＋)＝0.2 mol·L－1。
練習做大練習冊87頁例3
小結：守恒法——質量守恒（原子守恒）、電子守恒、電荷守恒：
1.在化學反應中，遵循質量守恒（原子守恒）；
2.在氧化還原反應中，還原劑失電子總數＝氧化劑得電子總數（電子守恒）；
3.在電解質溶液中，陽離子所帶正電荷總數＝陰離子所帶負電荷總數（電荷守恒）。
meiyangyang8602
【例題5】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時間后取出，鐵棒質量增加了4 g，求參加反應的Fe的質量。
解：　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　 Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　 4 g
3.差量法——質量差、體積差（大練習冊86頁）
二、化學計算中的常用方法
大練習冊86頁（跟蹤訓練）
【例題7】把1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 mL 5 mol·L－1鹽酸中，反應后鹽酸的濃度變為4.6 mol·L－1(溶液體積變化忽略不計)。求：（1）反應中消耗HCl的物質的量。
消耗HCl的物質的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol
(2)該混合物中鋁、鐵的物質的量。
設Al、Fe的物質的量分別為x、y。
2Al　?。?HCl===2AlCl3＋3H2↑
2　　　　　6
x　　 　　 3x
解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol
即n(Al)＝0.02 mol；n(Fe)＝0.01 mol
Fe　?。?HCl===FeCl2＋H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
4.方程組法——兩個已知量求解混合物中兩種物質的未知量
一般方程組法用于解決兩種物質的混合物計算，一般讀題時能找到兩個已知量時，均可以利用二元一次方程組進行求算未知量。
二、化學計算中的常用方法
過量問題計算：已知兩種反應物

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