物质的量应用于化学方程式的计算

1．化学方程式中有关量的关系

由上可看出，化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，等于各物质的物质的量之比 ，等于气体体积比（同状况下），不等于质量之比。根据化学方程式列比例时应遵循上述比例关系。

2．根据化学方程式计算时所列比例是否正确的判断依据是：“上、下单位要一致，左右单位要对应”。如：

3．物质的量应用于化学方程式计算的一般格式

（1）设所求物质的物质的量为n（B）［或质量m（B）］，或气体标准状况下体积V（B）、或溶液体积V［B（aq）］J。

（2）写出有关反应的化学方程式。

（3）在化学方程式有关物质的化学式下面先写出已知物和所求物的有关量的关系，再代入已知量和所求量。

（4）写出所求物质的数学表达式。

（5）写出解答和答案。

如：6.5g Zn在与足量盐酸反应时产生的

 在标准状况下的体积是多少升？

解：设产生

 的体积为V（

 ）

答：产生的

 在标准状况下的体积是2.24L。

4．规范用语

 —表示

 的物质的量

 —表示方程式中

 的化学计量数

 —表示盐酸的物质的量浓度

 —表示

 溶液的体积

 —表示

 的体积

 —表示混合物中

 的质量分数

 —表示

 的质量

在列比例及运算过程中都应带单位。

例题精讲

例1： 在一定条件下，

 与足量的

 固体完全反应后，产生的气体全部收集起来只有1.68L（标准状况），则此气体在标准状况下的密度为（  ）

（A）

（B）

（C）

（D）

选题角度：此题是物质的量应用于化学方程式的计算。

解析：

 ，根据反应的化学方程式：

 

，

 全部转化为

 时，

 ，其质量为

 

，此气体即使部分转化为其他氧单质（如

 ），其气体质量也不变，故

 ，选（B）。

答案：B

点评：本题审题时要细心，特别注意“在一定条件下”几个字，否则易将此气体当作纯氧气，得出

 ，而错选（A）。

例2： 将一块铁片放入500mL，

 的

 溶液中，反应一段时间后，取出铁片，小心洗净后干燥称量，铁片增重0.8g，反应后溶液中

的物质的量浓度是（ ）

A．

B．

C．

D．

选题角度：考查挖掘关系量及缜密思维能力。

解题思路：以方程式挖掘新的关系量，先求反应的

剩余

∴

答案：C

点评：差量法是化学计算中常用的一种方法。所谓差量法是指一个过程中某物质始态量与终态量的差值，它可以是质量差、物质的量差、物质的量浓度差、气体的体积差。

例3： 在托盘天平的两盘，放上质量相等的A、B两烧杯，调至平衡，然后分别倒入质量相等的足量盐酸，继而在AB两烧杯中放入下述各组物质，结果天平仍保持平衡的是（ ）

A．0.5mol Na和0.5mol Mg

B．0.1mol Zn和0.1mol Al

C．

 和

D．

 和

选题角度：考查对溶液增重和天平平衡原理的掌握。

解题思路：以溶液增重计算为切入点，估算是十分重要的。

A．0.5mol Na（11.5g）可制取

 0.25mol（0.5g），溶液增重

0.5mol Mg（12g）可制取

 0.5mol（1g），溶液增重

 ，所以A可以保持平衡

B．0.1mol Zn（6.5g）0.1mol Al（2.7g）分别制得

 为0.1g，0.3g，溶液增重不同，故天平不平衡

C．

C可以保持平衡

以此推理D不能平衡，选A、C

答案：A、C

例题4：

 和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯，其变化可表述为：

（1）请完成该化学方程式并配平（未知物化学式和系数填入框内）

（2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是_____（填写编号、多选倒扣）

①只有还原性 ②还原性和酸性

③只有氧化性 ④氧化性和酸性

（3）产生

 则转移电子的物质的量为_____mol

（4）

 具有很强的氧化性。因此，常被用作消毒剂，其消毒的效率（以单位质量得到的电子数表示）是

 的_____倍。

选题角度：以陌生的化学反应方程式，考查对于物质性质的判断及利用新信息（消毒效果）处理问题的能力。

解题思路：

（1）根据化合价升降配平方程式

未知物化学式可用观察法，由氢氧原子个数确定为

（2）根据生成

 知2mol

 显酸性，2mol

 被氧化，显还原性。

（3）产生

 转移电子2mol，所以产生

 时，转移电子0.2mol

（4）每摩尔

 可得5mol电子，单位质量得电子数

 ，而每摩尔

 可得电子2mol，单位质量得电子数

 ，二者比值为

答案：（1）2，4，2，2，1，

（2）①  （3）0.2 （4）2.63

例5：将0.04molKMnO₄固体加热，一段时间后，收集到amol气体，此时KMnO₄的分解率为x，在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸，又收集到bmol气体（设Mn元素全部以Mn^2＋存在于溶液中）。试填写：

（1）a＋b＝__________（用x表示）。

（2）当x＝__________时，a＋b取最小值，且最小值为___________。

（3）当a＋b＝0.09时，加热后所得残留固体的质量为___________g。

选题角度：利用化学方程式，结合数学知识解决化学问题。

解析：（1）参加分解反应的KMnO₄物质的量为0.04xmol，剩余的KMnO₄物质的量为0.04（1－x）mol，根据化学方程式计算。

（2）因为x≤1，当x＝1，a＋b有最小值，最小值为0.08。

（3）当a＋b＝0.09时，0.1－0.02x＝0.09，解得x＝0.5。

加热后剩余固体的质量＝m（KMnO₄）－m（O₂）＝0.04mol×158g/mol－0.02×0.5mol×32g/mol＝6g。

答案：（1）a＋b＝0.1－0.02x；（2）当x＝1，a＋b有最小值，最小值为0.08；（3）6g。

点评：将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理（结合化学知识）解决化学问题，这是化学计算题考查的重要能力之一。

例6：某化合物的化学式可表示为

 （x、y为正整数）。为了确定x和y的值，取两份质量均为0.2140g的该化合物进行如下两个实验。将一份试样溶于水，在硝酸存在的条件下用

 溶液滴定（生成

 沉淀），共消耗24.0mL 0.100mol/L的

 溶液。在另一份试样中加入过量

 溶液并加热，用足量盐酸吸收逸出的

 。吸收

 共消耗24.0mL 0.200mol/L 

溶液。试通过计算确定该化合物的化学式。（本题可能用到的相对原子质量：H为1.00、N为14.0、Cl为35.5、Co为58.9）

选题角度：此题有多种解法，训练学生的发散思维。

解析：从消耗

 的物质的量可得化合物中

 的物质的量；由吸收

 所消耗

 的物质的量可得

 的物质的量，由试样质量减去

 和

 的质量可得钴离子的质量，除以钴的相对原子质量即得钴离子的物质的量。以钴离子的物质的量为1，即可确定x和y。

解答：n表示物质的量，m表示质量

 

该化合物的化学式为

 。

启示：同一习题，提倡一题多解，培养发散思维能力。如本题亦可有如下解法：

解法1：设0.2140g化合物的物质的量为n，根据关系式

 ，得方程：

 ①

 ②

 ③

联立①②③，解之得：

 ，

 。

该化合物的化学式为

 。

解法2：n表示物质的量，

根据题意列方程组：

   解方程组得：

该化合物的化学式为

 。

解法3：n表示物质的量。

   即：

该化合物化学式可写成

 ，由题意得：

   解之得：

该化合物的化学式为

 。

解法4：设0.2140g化合物的物质的量为c。

解联立方程得

 ，

 ，所以，其化学式为

 。

　

联立①、②解得：

 ，

 ，故化学式为

 。