第14講化學(xué)反應(yīng)的計算-【暑假自學(xué)課】2022年新高一化學(xué)暑假精品課（蘇教版2019必修第一冊）-學(xué)案下載-教習網(wǎng)

第14講化學(xué)反應(yīng)的計算【學(xué)習目標】1．了解定量分析溶液組成的方法。2．學(xué)會根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的計量關(guān)系進行簡單的計算。【基礎(chǔ)知識】一、定量分析溶液組成1．確定未知溶液濃度的具體思路為確定位置溶液的物質(zhì)的量濃度，將已知物質(zhì)的量濃度的溶液與一定體積未知物質(zhì)的量濃度的溶液，根據(jù)反應(yīng)時消耗的已知物質(zhì)的量濃度溶液的體積，通過計算確定未知濃度溶液的物質(zhì)的量濃度。2．實例分析實驗室為確定一瓶稀鹽酸的濃度，用0.100mol·L-1NaOH溶液中和25.00mL該鹽酸，當酸與堿恰好完全反應(yīng)時，消耗NaOH溶液24.50mL。求該鹽酸的物質(zhì)的量濃度。解題思路：消耗的NaOH溶液的物質(zhì)的量n(NaOH)=24.50mL×10-3L·mL-1c×0.1000 mol·L-1=2.45×10-3mol。由NaOH+HCl=NaCl+H2O可知，NaOH與HCl的化學(xué)計量數(shù)相等（均為1），根據(jù)n=可知，化學(xué)計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，由此可得：n(HCl)=n(NaOH)= 2.45×10-3mol。該鹽酸的物質(zhì)的量濃度為：c(HCl)==0.0980mol·L-1。二、化學(xué)反應(yīng)中的計量關(guān)系1．物質(zhì)的量與各物理量之間的關(guān)系(1)物質(zhì)的量與各物理量之間的關(guān)系：(2)物質(zhì)的量與各物理量之間的計算公式：①已知物質(zhì)的質(zhì)量：n＝；②已知標準狀況時的氣體體積：n ＝；③已知物質(zhì)的粒子數(shù)：n＝；④已知溶液中的物質(zhì)的量濃度：n＝c·V。2．物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用化學(xué)方程式CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)化學(xué)計量數(shù)之比1∶2∶1∶2擴大NA倍之后NA∶2NA∶NA∶2NA物質(zhì)的量之比1mol∶2mol∶1mol∶2mol結(jié)論化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比＝各物質(zhì)的粒子數(shù)之比＝各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比【考點剖析】考點一：物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計算1．根據(jù)定義式計算物質(zhì)的量濃度2．物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系(1)推導(dǎo)過程：設(shè)溶液體積為1 L，溶液密度為ρ g·mL－1，溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為w，溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M g·mol－1。則c＝＝＝ mol·L－1。(2)結(jié)論：c＝ mol·L－1(ρ的單位為g·mL－1或g·cm－3)。【例1】某市售鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為36.5%，密度為1.18 g·cm－3，該鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是(　　)A．3 mol·L－1 B．8.4 mol·L－1C．11.8 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1答案：C解析：c＝＝＝11.8 mol·L－1。考點二：化學(xué)反應(yīng)的計算1．化學(xué)計算的基本步驟寫——寫出相關(guān)的化學(xué)方程式標——在化學(xué)方程式中有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下面標出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)有關(guān)物理量的關(guān)系，并代入已知量和未知量列——列出比例式解——根據(jù)比例式求解答——簡明地寫出答案2．物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)計算的基本方法(1)把已知物的物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量；(2)根據(jù)化學(xué)方程式或關(guān)系式，和已知物的物質(zhì)的量求出未知物的物質(zhì)的量；(3)把未知物的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化為未知物的所求物理量。3．有關(guān)物質(zhì)的量的計算中的“三個規(guī)范”(1)書寫規(guī)范：各種符號的書寫要規(guī)范，大寫字母與小寫字母的意義各不相同。如“M”表示摩爾質(zhì)量，而“m”表示質(zhì)量，“N”表示微粒數(shù)，而“n”表示物質(zhì)的量。(2)符號規(guī)范：①設(shè)未知數(shù)直接用各物理量的符號表示，且要注明物質(zhì)(或粒子)的符號。如設(shè)參加反應(yīng)HCl溶液的體積為V[HCl(aq)]。②各物理量及單位、物質(zhì)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(zhì)的量濃度，求NaOH溶液的質(zhì)量時就寫成：m(NaOH)＝c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。(3)單位規(guī)范：把已知量代入計算式中計算時都要帶單位且單位要統(tǒng)一。【例2】把1.1 g鐵、鋁混合物溶于200 mL 5 mol·L－1鹽酸中，反應(yīng)后鹽酸的濃度變?yōu)?/span>4.6 mol·L－1(溶液體積變化忽略不計)。求：(1)反應(yīng)中消耗HCl的物質(zhì)的量。(2)該混合物中鋁、鐵的物質(zhì)的量。解析：(1)消耗HCl的物質(zhì)的量：0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol。(2)設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別為x、y。解得：x＝0.02 mol，y＝0.01 mol。答案：(1)0.08 mol　(2)Al：0.02 mol；Fe：0.01 mol 【過關(guān)檢測】1．40 g氫氧化鈉固體溶于水配成2 L溶液，其物質(zhì)的量濃度為 (　　)A．0.5 mol·L－1 B．5 mol·L－1C．10 mol·L－1 D．20 mol·L－1答案：A解析：氫氧化鈉的物質(zhì)的量為＝1 mol，氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為＝0.5 mol·L－1。2．標準狀況下，500體積的氯化氫氣體溶于水形成1體積的鹽酸，則鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是(　　)A．500 mol·L－1 B. mol·L－1C．5 mol·L－1 D．無法計算答案：B解析：設(shè)V(HCl)＝500 L，則V(溶液)＝1 L，則c(HCl)＝＝＝＝ mol·L－1。3．下列各溶液中，Na＋的物質(zhì)的量濃度最大的是(　　)A．4 L 0.5 mol·L－1的NaCl溶液B．1 L 0.3 mol·L－1的Na2SO4溶液C．0.8 L 0.4 mol·L－1的NaOH溶液D．2 L 0.15 mol·L－1的Na3PO4溶液答案：B4．常溫下，欲配制密度為1.1 g·cm－3、濃度為6 mol·L－1的稀鹽酸，在體積為100 mL、密度為1.19 g·cm－3、濃度為12 mol·L－1的濃鹽酸中需加蒸餾水(　　)A．200 mL B．100 mLC．101 mL D．120 mL答案：C解析：設(shè)加水x mL可配制成V mL 6 mol·L－1稀鹽酸，則100 mL×12 mol·L－1＝6 mol·L－1×V mL，V＝200。體積不能直接加和，可利用質(zhì)量守恒：200 mL×1.1 g·mL－1＝100 mL×1.19 g·mL－1＋x mL×1 g·mL－1，x＝101，即需加蒸餾水101 mL。5．硫酸鈉和硫酸溶液等體積混合后，H＋濃度為0.3 mol·L－1，SO濃度為0.4 mol·L－1，則混合溶液中Na＋濃度為(　　)A．0.15 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1C．0.25 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1答案：D解析：設(shè)Na＋濃度為x，根據(jù)電荷守恒可知，0.3 mol·L－1×1＋x×1＝0.4 mol·L－1×2，解得x＝0.5 mol·L－1。6．物質(zhì)的量濃度相同的氯化鈉、氯化鎂、氯化鋁三種溶液，當溶液的體積比為3∶2∶1時，三種溶液中氯離子的物質(zhì)的量之比為(　　)A．1∶1∶1 B．1∶2∶3C．3∶2∶1 D．3∶4∶3答案：D7．下列說法正確的是(　　)A．0.5 mol·L－1 NaCl溶液中含有1 mol Na＋B．當1 L水吸收22.4 L氨氣時所得氨水的濃度不是1 mol·L－1，只有當22.4 L氨氣溶于水制得1 L氨水時，其濃度才是1 mol·L－1C．在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中，若Na＋和SO的物質(zhì)的量相等，則K＋和Cl－的物質(zhì)的量濃度一定相等D．將10 ℃條件下的100 mL 0.35 mol·L－1的KCl飽和溶液蒸發(fā)掉5 g水，再冷卻到10 ℃后，溶液的體積小于100 mL，其物質(zhì)的量濃度仍為0.35 mol·L－1答案：D解析：B項，未指明22.4 L是氨氣在標準狀況下的體積，氨氣的物質(zhì)的量不一定是1 mol，配制成1 L溶液時，濃度也不一定是1 mol·L－1；C項，當Na＋和SO的物質(zhì)的量相等時，根據(jù)化學(xué)式中K＋和SO、Na＋與Cl－的比例關(guān)系，可得c(K＋)∶c(Cl－)＝2∶1；D項，對于10 ℃時0.35 mol·L－1的KCl飽和溶液，蒸發(fā)掉水分，溫度恢復(fù)到10 ℃，必析出KCl晶體，仍為飽和溶液，故濃度不變。8．如圖是病人輸液用的葡萄糖(分子式為C6H12O6)注射液的標簽上的部分內(nèi)容。據(jù)標簽所提供的信息，以下說法錯誤的是(　　)5%葡萄糖注射液500 mL【性狀】本品為無色或幾乎為無色的透明液體【規(guī)格】500 mL 25 g【貯藏】密封保存A．該注射液中葡萄糖的質(zhì)量分數(shù)是5%B．葡萄糖的摩爾質(zhì)量為180 g·mol－1C．該注射液的密度約為1 g·cm－3D．該注射液中葡萄糖的物質(zhì)的量濃度約為0.014 mol·L－1答案：D解析：由標簽所提供的信息可知，該注射液中葡萄糖的質(zhì)量分數(shù)為5%，故A正確；葡萄糖的摩爾質(zhì)量為180 g·mol－1，故B正確；該注射液的質(zhì)量為＝500 g，密度為＝1 g·cm－3，故C正確；葡萄糖的質(zhì)量為25 g，其物質(zhì)的量為≈0.139 mol，則物質(zhì)的量濃度為＝0.278 mol·L－1，故D錯誤。9．某溫度下，在76 g水中溶解24 g CuSO4，恰好達到飽和，假設(shè)該溶液密度為1 g·cm－3，求：(1)該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)________。(2)該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度________。(3)取10 mL該溶液加水稀釋至200 mL，稀釋后的溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為________。答案：(1)24%　(2)1.5 mol·L－1　(3)0.075 mol·L－1解析：(1)在76 g水中溶解24 g CuSO4，該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為×100%＝24%。(2)根據(jù)(1)可知，該溶液的質(zhì)量分數(shù)為24%、密度為1 g·cm－3，則該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為c＝＝ mol·L－1＝1.5 mol·L－1。(3)取10 mL該溶液加水稀釋至200 mL，稀釋過程中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則稀釋后的溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為＝0.075 mol·L－1。10．在0.4 L由NaCl、MgCl2、CaCl2組成的混合液中，部分離子濃度大小如圖所示，回答下列問題：(1)該混合液中，NaCl的物質(zhì)的量為________ mol，溶質(zhì)MgCl2的質(zhì)量為________ g。(2)該混合液中CaCl2的物質(zhì)的量為________ mol，將該混合液加水稀釋至體積為1 L，稀釋后溶液中Ca2＋的物質(zhì)的量濃度為________ mol·L－1。(3)向該稀釋后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液，可得到沉淀________ mol。答案：(1)0.4　19.0　(2)0.2　0.2　(3)1.2解析：(1)根據(jù)圖像可知鈉離子的濃度是1.0 mol·L－1，所以溶液中氯化鈉的濃度是1.0 mol·L－1，該混合液中NaCl的物質(zhì)的量為1.0 mol·L－1×0.4 L＝0.4 mol；溶液中鎂離子的濃度是0.5 mol·L－1，所以溶液中氯化鎂的濃度是0.5 mol·L－1，則溶質(zhì)MgCl2的質(zhì)量為0.4 L×0.5 mol·L－1×95 g·mol－1＝19.0 g。(2)溶液中氯離子的濃度是3.0 mol·L－1，所以根據(jù)溶液顯電中性可知溶液中鈣離子的濃度是＝0.5 mol·L－1，因此該混合液中CaCl2的物質(zhì)的量為0.5 mol·L－1×0.4 L＝0.2 mol。將該混合液加水稀釋至體積為1 L，由于稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則稀釋后溶液中Ca2＋的物質(zhì)的量濃度為＝0.2 mol·L－1。(3)溶液中氯離子的物質(zhì)的量是0.4 L×3.0 mol·L－1＝1.2 mol，所以根據(jù)化學(xué)方程式可知，向該稀釋后的溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液，可得到氯化銀沉淀的物質(zhì)的量是1.2 mol。11．化學(xué)實驗中殘余的氯氣可以用氫氧化鈉吸收，以防污染空氣。已知Cl2與NaOH發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。若有3.20 g氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，試求：(1)生成NaCl的質(zhì)量為________g。(2)生成NaClO的物質(zhì)的量為________ mol。(3)被吸收的氯氣在標準狀況下的體積為________ L。答案：(1)2.34　(2)0.04　(3)0.896解析：3.20 g NaOH的物質(zhì)的量為＝0.08 mol；Cl2　＋　2NaOH===　NaCl?。?/span>NaClO?。?/span>H2O1 mol　　2 mol　　　1 mol　　　 1 mol　　　1 moln(Cl2)　　0.08 mol　 n(NaCl)　 n(NaClO)　 n(H2O)(1)＝，得n(NaCl)＝0.04 mol，故m(NaCl)＝0.04 mol×58.5 g·mol－1＝2.34 g。(2)＝，得n(NaClO)＝0.04 mol。(3)＝，得n(Cl2)＝0.04 mol，故V(Cl2)＝0.04 mol×22.4 L·mol－1＝0.896 L。

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