資源簡介

(共27張PPT)
新型合金和物質的量
在化學方程式中計算的應用
第三章 鐵 金屬材料
一、新型合金
1.鈦合金
鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。
鈦的外形很像鋼鐵，但遠比鋼鐵堅硬，而重量只有同樣大小的鋼鐵的一半。安然無恙的“躺”在各種強酸、強堿中；連比較兇猛的酸—王水，也不能腐蝕它。
2.儲氫合金
2.儲氫合金
儲氫合金
儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物的材料。
如Ti-Fe合金、La-Ni合金，為氫氣作為能源的實際應用起到重要的推動作用。
要求：儲氫量大, 金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸、 放氫的速率快。
3.耐熱合金
合金在高溫下還具有高強度和良好的抗氧化性，因而還可用于熱處理工業，制造各種結構件。
噴氣式飛機的發動機葉片是由鎳、鐵、碳和鈷組成的鎳鈷合金制造的，能承受1 100 ℃的高溫
你知道嗎？
有些金屬是有“記憶的”
4.形狀記憶合金
記憶合金是—種原子排列很有規則、體積變為小于0.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會產生變形，當把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。由于它具有百萬次以上的恢復功能，因此叫作“記憶合金”。
4.形狀記憶合金
人造衛星的天線
發射人造衛星之前，將拋物面天線折疊起來裝進衛星體內，火箭升空把人造衛星送到預定軌道后，只需加溫，折疊的衛星天線因具有"記憶"功能而自然展開，恢復拋物面形狀。
5.用途廣泛的稀土金屬
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在金屬元素中，有一類性質相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他們是元素周期表中原子序數從57~71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土元素在科技、生產中有廣泛的用途，被譽為新材料的寶庫。
稀土金屬既可單獨使用，也可用于生產合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業的維生素”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。
因此，稀土金屬廣泛應用在冶金、石油化工、材料工業（電子材料、熒光材料、發光材料、永磁材料、超導材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等）、醫藥及農業等領域。
我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲量、稀土產量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我國化學家徐光憲院士與其研究團隊在稀土元素的分離及應用中做出了重要貢獻。
隨著稀土資源的不斷開采，如何合理利用和保護我國的稀土資源，實現可持續發展戰略，已經引起政府和社會各界的關注。
科學·技術·社會
二、物質的量在化學方程式中計算的應用
質量 m
(g)
微粒數
N 個
÷M
物質的量
n(mol)
×M
× NA
÷ NA
氣體體積V
×22.4L·mol-1
6.02×1023
摩爾質量
溶液體積
×物質的量濃度(c)
÷物質的量濃度
÷22.4L·mol-1
標準狀況下
結論：物質的量是聯系各物理量的紐帶，可以簡便的進行各量之間的轉換。
2Na ＋ 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
化學計量數之比
2
2
2
：
：
：
1
擴大NA倍
2NA
2NA
2NA
：
：
NA
：
物質的量(n)之比
2 mol
2 mol
2 mol
：
：
1 mol
：
化學方程式中的化學計量數與幾個物理量的關系
H2 ＋ Cl2 === 2HCl
化學計量數之比
1
1
2
：
：
物質的量(n)之比
1
1
2
：
：
同溫同壓下
1 mol×
1 mol×
2 mol×Vm
：
Vm
Vm
：
體積之比
1體積
1體積
2體積
：
：
化學方程式中的化學計量數與幾個物理量的關系
結論:
(1)化學方程式中各物質的化學計量數之比等于各物質的分子數之比，
等于各物質的物質的量之比，即v1：v2：v3=N1：N2：N3=n1：n2：n3
(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
于各氣體的體積之比，即v1：v2：v3=V1：V2：V3
化學方程式中的化學計量數與幾個物理量的關系
物質的量應用于化學方程式計算類題的解題步驟
寫
寫出相關的化學方程式；
標
在化學方程式中有關物質的化學式下面標出已知量和未知量
列
列出比列式
解
根據比例式求解
答
簡明的寫出答案
設
設所求物質的物質的量或質量、體積(標準狀況)等
審
審清題目條件和題目要求
物質的量應用于化學方程式計算時的注意事項
(1)化學方程式中各物質的化學計量數之比等于各物質的物質的量之比，而非質量之比。
(2)計算時，各種物質不一定都用物質的量表示，也可以用質量表示，氣態物質還可以用體積(標準狀況)表示。但要注意物質的量與其他各物理量之間的換算關系，只要做到計量單位“上下一致，左右相當”即可。
有關物質的量的計算中的“三個規范”
(1)書寫規范：各種符號的書寫要規范，大寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質量，而“m”表示質量；“N”表示微粒數，而“n”表示物質的量。
(2)符號規范：
①設未知數直接用各物理量的符號表示，且要注明物質(或粒子)的符號。如設參加反應HCl溶液的體積為V[HCl(aq)]。
②各物理量及單位、物質的名稱、公式等盡量用符號表示。如已知NaOH溶液的體積和物質的量濃度，求NaOH的質量時就寫成：m(NaOH)=c(NaOH)·V[NaOH(aq)]·M(NaOH)。
(3)單位規范：把已知量代入計算式中計算時都要帶單位且單位要統一。
(1)關系式法
當已知物和未知物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”。如把CO還原Fe2O3生成的CO2通入澄
清石灰水中，求生成沉淀的量，根據化學方程式知3CO~3CO2~3CaCO3，
即CO~CaCO3。
化學計算中常用的三種方法
(2)守恒法
①質量守恒
宏觀特征：反應前后元素的質量守恒。
微觀守恒：反應前后各元素的原子個數守恒。
②得失電子守恒
氧化還原反應中，氧化劑得電子總數等于還原劑失電子總數。
(2)守恒法
③電荷守恒
ⅰ.電解質溶液中，陰離子所帶負電荷總數等于陽離子所帶正電荷總數。
ⅱ.離子方程式中，反應物所帶電荷總數與生成物所帶電荷總數相等且
電性相同。
(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“理論差量”，
如反應前后的質量差、物質的量差、氣體體積差等。該差量的大小與反
應物的有關量成正比。差量法就是借助這種比例關系，解決一定量變的
計算題。
方程式運用的靈活性
除一般的化學方程式外，如果是離子反應，可以根據離子方程式進行
計算；如果是氧化還原反應，也可以利用電子轉移關系進行有關計算。
【例1】完全中和0.10 mol NaOH，需要硫酸的物質的量是多少？
所需硫酸的質量是多少？
解：2NaOH ＋H2SO4 === Na2SO4 ＋ 2H2O
2 1
0.10 mol n(H2SO4)
硫酸的質量：
n(H2SO4)= = 0.05 mol
m= nM = 0.05×98 g/mol = 4.9 g
答：略。
【例2】把6.5 g Zn放入足量鹽酸中，鋅完全反應。計算：
(1)6.5 g Zn的物質的量； (2)參加反應的HCl的物質的量；
(3)生成H2的體積（標準狀況）。
解：(1)n(Zn)= = = 0.1 mol
Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
1 mol 2 mol 22.4 L
0.1 mol n(HCl) V(H2)
(2)n(HCl) = = 0.2 mol
(3)V(H2) = = 2.24 L
答：略。
新型合金
鈦合金
儲氫合金
耐熱合金
形狀記憶合金
物質的量在化學方程式中計算的應用
化學方程式中化學計量數與相關物理量的關系
物質的量應用于化學方程式計算的基本步驟
化學計算中的常用方法
關系式法—解答連續反應類型計算題的捷徑
差量法—質量差值法、體積差值法
守恒法—質量守恒、電荷守恒、電子守恒
方程組法——兩個已知量求解混合物中兩種物質的未知量
B
1. 等量的鐵粉分別與足量的鹽酸、水蒸氣在一定的條件下充分反應，則在相同的條件下，產生氫氣的體積比是（ ）
A. 1:1 B. 3:4 C. 2:3 D. 4:3
A
2. 4 mol Fe和3 mol Cl2完全反應，生成FeCl3的物質的量為（ ）
A. 2 mol B. 3 mol C. 4 mol D. 1 mol
C
3. 0.3 mol Cl2和足量的金屬M反應，生成0.2 mol MCln，n等于（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
C
4. 將足量鐵粉放入100 ml 0.1 mol.L-1 的CuSO4溶液中，充分反應后
洗出的銅的質量為（ ）
A. 32 g B. 6.4 g C. 0.64 g D. 3.2 g

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