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物質的量在化學方程式
計算中的應用
第三章 鐵 金屬材料
1.理解宏觀到微觀理解方程式計算中，其化學計量數代表的不同意義，明確在不同層次的運算中，都可以使用化學計量數
2.通過對物質的量在化學方程式中的應用，理解高中化學計算的基本概念，建立高中使用物質的量等概念進行方程式計算的基本模型
氣體體積(L)
(標準狀況)
物質的量
(mol)
物質所含有的粒子數
物質的質量(g)
物質的量濃度
(mol·L-1)
溶液中溶質質量分數
×22.4L·mol-1
÷22.4L·mol-1
×NA
÷NA
×M
÷M
×V(L)
÷V(L)
物質的量與各物理量的關系
c = mol/L
1000ρω
M
c濃·V濃= c稀·V稀
一、化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
2CO　＋　O2 2CO2
化學計量數 2 __ __
擴大NA倍 2NA ___ ____
物質的量 2 mol _____ _____
質量 56 g _____ ____
標況下氣體體積 44.8 L ______ ______
1
2
NA
2NA
1 mol
2 mol
32 g
88 g
22.4 L
44.8 L
結論：
(1)化學方程式中各物質的化學計量數之比等于其_________之比，等于其__________之比。
(2)對于有氣體參加的反應，在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比等于其_____之比。
粒子數目
物質的量
體積
【例題】250 ml 2mol/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；
（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：2mol/L×0.25L=0.50 mol
（1）設參加反應的鐵屑的物質的量為n(Fe)
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
1 1
n(Fe) 0.50 mol
n(Fe)=0.50 mol
（2）設生成H2的物質的量為V(H2)
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
1mol 22.4L
0.50 mol V(H2)
V(H2)=11.2L
答：參加反應的鐵屑的物質的量為0.50 mol；生成H2的體積在標準狀況下為11.2L。
二、物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟
練：5.4 g鋁與足量NaOH溶液反應生成的氫氣在標準狀況的體積是多少？
解：　
2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na［Al(OH)4］ ＋3H2↑
2　　　　　　　　　　　　　　　 3
0.2 mol　　　　　　　　　　　 n(H2)
∴n(H2)＝0.3 mol
∴V(H2)＝n(H2)·Vm＝0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L
答：生成標準狀況下氫氣的體積是6.72 L。
設生成標準狀況下氫氣的物質的量為n(H2)
1.關系式法
已知物和未知物之間建立聯系
已知
一定量的鐵粉和9克硫粉混合加熱，待其反應后再加入過量鹽酸，將生成的氣體完全燃燒，共收集到9克水，則加入的鐵粉質量為？
還原劑失電子總數＝氧化劑得電子總數
用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好將2×10－2 mol的 還原，已知氧化產物為 ，則元素X在還原產物中的化合價為 。
＋4
氧化還原反應中得失電子總數相等，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。
2.守恒法
根據化學反應中原子守恒、電荷守恒、電子守恒尋求關系
3.差量法
根據化學反應前后物質的有關物理量發生的變化，找出所謂的“理論差量”，如反應前后的質量差、物質的量差、氣體體積差等，該差量與反應物的有關量成正比。差量法就是借助這種比例關系求解的方法。
　把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時間后取出，鐵棒質量增加了4 g，參加反應的Fe的質量為 _。
28 g
解：　Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　　Δm
　 56 g　　　　　　　 64 g　　64 g－56 g＝8 g
　 m(Fe)　　　　　　 　 　　　　　4 g
練：為了檢驗某含有NaHCO3雜質的Na2CO3樣品的純度，現將W1樣品加熱，其質量變為W2 g，則該樣品的純度(質量分數)是
4.方程組法
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。
練：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。
解：　設Al、Fe的物質的量分別為x、y。
2Al　　＋　6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2　　　　　6
x　　 　　 3x
Fe　　＋　2HCl===FeCl2＋H2↑
1　　　　　2
y　　　　　2y
解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol。
即n(Al)＝0.02 mol；n(Fe)＝0.01 mol。
(1)有關化學方程式計算的等式關系
各物質的化學計量數之比＝各物質的物質的量之比＝各物質構成粒子的粒子數之比＝相同條件下氣體的體積之比。
(2)化學計算中常用方法
①守恒法(質量守恒、電荷守恒、電子守恒)
②差量法(質量差值法、體積差值法)
③關系式法(利用元素守恒建立關系式、利用方程式建立關系式、利用電子守恒建立關系式)
④方程組法(兩個已知量求解混合物中兩種物質的未知量)
1.完全溶解28.4g的碳酸銅和氫氧化銅的混合物，需要消耗1mol/L的鹽酸500mL，若灼燒相同質量的上述混合物，得到氧化銅的質量為（　　）
A.40g B.30g C.20g D.16g
解析 根據題目計算出鹽酸的物質的量為n(HCl)=1mol/L×0.5L=0.5mol，CuCO3和Cu(OH)2恰好與0.5mol HCl完全反應生成CuCl2、H2O和CO2氣體，則n(CuCl2)=1/2n(HCl)=0.25mol，根據反應前后銅元素原子不變，則灼燒相同質量的上述混合物時，得到的CuO為0.25mol，m(CuO)=0.25mol×80g/mol=20g，因此選C。
C

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