第03讲 物质的量在化学方程式计算中的应用（课件）-2025年高考化学一轮复习讲练测（新教材新高考）

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物质的量在化学方程式计算
根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式，可以将多步计算转化为一步计算
质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等(理论差量)跟实际差量成比例
如质量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。
化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量变化之比=相同状况下气体体积变化之比
考点一 物质的量在化学方程式计算中应用
考点二 化学计算的常用方法
考点一 物质的量在化学方程式计算中应用
知识点1 以物质的量为中心的转化
知识点2　用物质的量进行方程式的计算模板
物质在发生化学反应时，参加反应的各粒子之间是按照一定比例进行的。而这些数目的粒子又可以用不同的物理量来表示。例如：
物质的量应用于化学方程式计算类的解题步骤
(1)“审”：审清题目条件和题目要求。
(2)“设”：设出的未知数直接用各物理量的符号表示，并且不带单位。
(3)“写”：依据题意写出并配平化学方程式。
(4)“标”：在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系，并代入已知量和未知量。比较复杂的数量关系可先化简。
(5)“列”：将有关的几个量列出比例式。
(6)“解”：根据上述比例式求解未知数。
(7)“答”：根据题目要求简明地写出答案。
考向 根据化学方程式进行计算
(1)P点溶液中含有的溶质的化学式为 。(2)图像中，m1= 。(3)计算M点时溶液中溶质的质量分数 (结果保留到0.1%)。
NaCl、CuCl2
P点溶液是HCl恰好完全反应时图像
80 98 117
xg 9.8g yg
40 58.8
40 × 40% zg
设NaOH溶液与HCl反应生成NaCl的质量为zg
M点时溶液中溶质的质量分数
1.书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。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.单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”。
3.如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种过量。
(1)涉及的化学方程式为 ， 。(2)钠块中钠的质量是 g。(3)钠块中氧化钠的质量是 g。(4)原来钠块中被氧化的钠的质量是 g。(5)设所得溶液的体积为50 mL，求所得溶液溶质物质的量浓度是 。
2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ Na2O＋H2O=2NaOH
2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑
46 2m(Na) 0.2 g
解得m(Na)=4.6 g
m(Na2O)＝17.0 g－4.6 g＝12.4 g
考点二 化学计算的常用方法
1.含义：所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。
在化学变化中的各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。
解题时可利用 ①整体守恒：即反应中反应物的总质量与生成物的总质量守恒；②局部守恒：即反应中反应物与产物中某元素的原子或离子守恒或元素守恒。
→ 依据电解质溶液呈电中性，即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数或离子方程式前后离子所带电荷总数不变。
(1)质量守恒(原子守恒)
→ 依据化学反应的实质是原子的重新组合，因而反应前后原子的总数和质量保持不变。
利用电荷守恒法可以①配平离子方程式；②巧解某些化学计算题。
(3)得失电子守恒关系式
→依据氧化还原反应中电子得失数目相等，即氧化剂得到的电子总数目等于还原剂失去的电子总数目。
利用得失电子守恒法可以①计算元素的化合价；②计算氧化(或还原)产物的量；③计算氧化剂、还原剂的消耗量；④计算混合物的组成。
第一步：明确题目要求解的量；第二步：根据题目要求解的量，分析反应过程中物质的变化，找出守恒类型及相关的量；第三步：根据守恒原理，梳理出反应前后守恒的量，列式求解。
1.含义：差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化，找出“理论差量”。这种物理量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例，然后求解。
②分清“差量”是增还是减。在较复杂的情况，存在多个反应，可能差量的增减方向并不一致，这就要取其代数和。若方向相同，则总差量等于各个分差量之和。
③正确分析形成差量的原因，找出对应的根据方程式得出的“理论差量”是差量法解题的关键。
第一步：准确写出有关反应的化学方程式；
第三步：根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。
第二步：深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比；
1.含义：关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间关系进行解题的一种方法。
→ 利用关系式法免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。
→ 一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。
(1)有关化学方程式的计量数关系式：
(2)原子守恒关系式：
(3)得失电子守恒关系式：根据氧化剂和还原剂得失守恒建立关系式，再进行一步计算。
在化学反应中，任何一种元素的总质量是守恒的，即最初反应物中该元素的质量等于最终产物中该元素的质量。
各步反应的化学方程式，找出最初反应物与最终生成物的物质的量的关系式，再进行一步计算。
3.一般解题步骤如下：
方法1：第一步：准确写出各步反应的化学方程式；第二步：找出“中介”的物质，并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间量的关系；第三步：确定最初反应物和最终生成物之间量的关系；
方法2：利用电子守恒或原子守恒直接确定关系式，然后列比例进行求算。
第四步：根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。
考向1 守恒法在化学计算中的应用
【例1】大气污染物中的氮氧化物可用NaOH溶液吸收，发生如下反应：
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
请计算： (1)若33.6 mL(折算为标准状况下)氮氧化物(只含NO和NO2)与V mL 0.500 ml·L-1 NaOH溶液恰好完全反应，则V=______mL。 (2)若V(NO)∶V(NO2)=5∶1，与x ml O2混合，能与60.0 mL 1.00 ml·L-1 NaOH溶液恰好完全反应全部转变成NaNO3，则x=______。 
1.5×10-3 ml
产物中N和Na原子的个数比1:1
→则消耗NaOH的物质的量为1.5×10-3 ml
n(NaOH)=0.06 ml
①元素质量守恒有n(NO)+n(NO2)=n(NaNO3)=0.06 ml，
→n(NO)∶n(NO2)=V(NO)∶V(NO2)=5∶1
故n(NO)=0.05 ml，n(NO2)=0.01 ml
0.05 ml×3+0.01 ml×1=x ml×4
则x ml=0.04 ml
【变式训练】将13.6gFe、Fe2O3和CuO的混合粉末加入到100ml一定物质的量浓度的盐酸中，充分反应，生成标准状况下的氢气为896ml，过滤、滤渣经洗涤、干燥后得到1.28g固体纯净物，经检验滤液中只含有一种溶质，请回答：
(1)固体中混合物中CuO的质量为______。
(2)盐酸的浓度为_____________。
因反应后滤液中只含有一种溶质，应为FeCl2
得到的1.28g固体纯净物为Cu
n(Cu)=0.02ml
由CuO~Cu，得CuO的质量为1.60g
设Fe、Fe2O3物质的量分别为xml、yml
①质量关系:56x+160y+1.60=13.6
②电子得失守恒：2x=2y+2×0.02+0.04×2
解得 x=0.10ml、y=0.04ml
反应后滤液中n(FeCl2)= x+2y =0.18ml
根据FeCl2~2HCl得，n(HCl)=0.36ml，
→c(HCl)=0.36ml/0.10L=3.60ml·L-1。
考向2 差量法在化学计算中的应用
【例2】取7.90 g KMnO4，加热分解后剩余固体7.42 g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体A，产物中锰元素以Mn2+形式存在。请计算：
(2×158) g　　　　　　　　　32 g
m　　　　　　　 7.90 g-7.42 g
即KMnO4的分解率为
KMnO4、K2MnO4、MnO2
(2)气体A的物质的量为_______。
生成K2MnO4、MnO2均为0.015 ml
关系式 2KMnO4~5Cl2、K2MnO4~2Cl2、MnO2~Cl2
0.05 ml、0.03 ml和0.015 ml
与浓盐酸反应生成的Cl2分别为
差量法是指根据化学反应前后物质的相关量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中对应的理论差量跟实际差量列成比例，然后求解。如：
2 ml　1 ml　 2 ml　　24 g　　1 ml　22.4 L(标准状况)
【变式训练】200℃时将 16.0g NaOH 和 NaHCO3 的混合物放在密闭容器中加热到质量不再减少为止，称得剩余固体质量为 14.8g，试回答：(1)剩余固体的化学式是 。(2)原混合物中 NaOH 的质量分数 。
NaOH 、Na2CO3
假设NaOH与NaHCO3恰好完全反应，则：
40 84 18
x y 16g－14.8g＝1.2g
x＝2.67gy＝5.6g
因x+y＜16g，故16gNaOH和NaHCO3固体混合物不能恰好反应
由于NaHCO3受热能分解，NaOH不能，因而过量物质为NaOH
由上述分析可知剩余固体物质是NaOH 、Na2CO3
由上述分析可知只发生反应：
且NaHCO3质量为5.6g
考向3 关系式法在化学计算中的应用
(1)加入铁粉充分反应后，溶液中溶质的物质的量__________。
(2)固体混合物中CuO的质量______。
Fe2O3、CuO混合物加入硫酸充分反应后，再加入铁粉，剩余固体有两种可能
根据溶液中SO42-守恒，所得溶质的物质的量为0.100 ml
而加入溶液体系中的铁元素(氧化铁、铁粉)总物质的量大于0.100 ml，故可以判断加入铁粉有剩余，
剩余固体为 Fe、Cu 混合物
溶质为单一的FeSO4溶液
且n(FeSO4)=n(H2SO4)=0.100 ml
(2)设Fe2O3为x ml，CuO为y ml
①质量守恒：160x+80y=4.00
②整个体系中金属元素守恒：56×2x+64y+5.60=0.100×56+3.04
解方程得x=0.01，y=0.03
故CuO质量为2.40 g
【变式训练】铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。溶液中Cu2+的浓度可采用碘量法测得：
①2Cu2++5I-=2CuI↓+I3-，②I3-+2S2O32-=S4O62-+3I-
现取20.00 mL某含 Cu2+ 的溶液。加入足量的 KI 充分反应后，用0.100 0 m1·L-1的 Na2S2O3 标准溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3 溶液的体积如表所示。
(1)溶液中Cu2+的浓度为_________ml·L-1。 
平均值是25.00 mL
消耗Na2S2O3溶液体积
(2)用移液管量取20.00 mL Cu2+的溶液时俯视刻度线，最终测得的Cu2+的浓度将_______ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 
导致消耗Na2S2O3溶液的体积偏小
合0.002 5 ml
(1)每完全分解100kg石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要投料______kg焦炭。
完全分解上述石灰石需要吸收的热量是
所以需要投料焦炭的质量是
＝10800g＝10.8kg
(2)每生产106kg纯碱，同时可获得____kgCaO(列式计算)。
根据(1)中计算可知消耗焦炭的物质的量是
参加反应的 CaCO3物质的量是 900ml
即，参加反应的 CaCO3 和焦炭的物质的量之比为1：1
根据原子守恒可知生成CaO的质量是
3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O(x-1)S+K2S K2Sx(x=2~6)S+ K2SO3 K2S2O3
(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 ml·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V=______。
则需要消耗KOH的物质的量n=2n(S)=0.03ml
(2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 ml·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x=____。(写出计算过程)
已知：3MnO4-＋5FeC2O4·2H2O＋24H+=3Mn2+＋5Fe3+＋10CO2↑＋22H2O
解析:根据关系式 3MnO4-～5FeC2O4·2H2O
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为_________，装置B的作用为_______。
铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和NO2，其中NO2易溶于水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸；
Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O
既不是氧化剂，又不是还原剂
【解析】在该反应中铜的质量
(1)滴定结束的时候，单质碘消耗完
关系式：CuO2~2I2~4S2O32-
=0.000375ml