物质的量应用于化学方程式计算中的典型例题解析

核心提示:有关物质的量的计算一直是高考中必考的知识点之一,所涉及的内容较多,包括:物质的量、物质质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等,本文对物质的量应用于化学方程式计算中的典型例题进行了分类讲解,希望对高中生朋友有所帮助。

一.物质的量应用于物质质量的计算

例题1.完全中和0.1mol的NaOH需要H2SO4的物质的量是多少?所需H2SO4的质量是多少?

分析:本题可先求H2SO4的物质的量,再求H2SO4的质量。

:2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

  2       1

0.10 mol  n(H2SO4)

解得:n(H2SO4) = 0.050 mol;m(H2SO4) = 4.90g H2SO4

答案:完全中和0.1mol的NaOH需要H2SO4的物质的量是0.050 mol;所需H2SO4的质量是4.90g。

二.物质的量应用于气体体积(标况)的计算

例题2.将6.525g的MnO2与足量的浓盐酸混合加热反应,生成的Cl2在标准状况下的体积是多少?(实验室制氯气反应:物质的量应用于气体体积的计算)

分析:在MnO2与浓盐酸的反应中,参加反应的MnO2与生成的Cl2物质的量之比为:n(MnO2):n(Cl2) = 1:1, 1 mol Cl2在标准状况下的体积为22.4L,1 mol MnO2 的质量为87g,若用22.4L Cl2代替1 mol Cl2,用87g MnO2代替1 mol MnO2,则以下比例仍然成立:m(MnO2):V(Cl2)=87g : 22.4L。因此,本题可将物质的质量和气体的摩尔体积应用于化学方程式的计算,直接求得Cl2的体积。

物质的量应用于气体体积的计算过程

 87                   22.4

6.525g               V(Cl2)

解得:V(Cl2) = 1.68L

答案:生成的Cl2在标准状况下的体积是1.68L

三.物质的量应用于混合物的计算

例题3.取50.0mol的Na2CO3和Na2SO4的混合溶液,加入过量的BaCl2溶液得到14.51g白色沉淀,用过量稀HNO3溶液处理沉淀,最后沉淀减少到4.66g,并有气体放出,试计算:

(1)原混合溶液中Na2CO3和Na2SO4的物质的量浓度。

(2)产生的气体在标准状况下的体积。

分析:由题意可知,BaSO4的质量为4.66g,即:m(BaSO4) = 4.66g

m(BaCO3) = 14.51g – m(BaSO4) = 14.51g – 4.66g =9.85g

:(1)Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓ + 2NaCl

1 mol            197g

c(Na2CO3)×0.050L     9.85g

解得:c(Na2CO3) = 1.00 mol/L


Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NaCl

1 mol           233g

c(Na2SO4)×0.050L    4.66g

解得:c(Na2SO4) = 0.040 mol/L

答案:Na2CO3的浓度为:1.00 mol/L;Na2SO4的浓度为:0.040 mol/L


(2)BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2↑ + H20

197g                     22.4L

9.85g                    V(CO2)

解得:V(CO2) = 1.12L

答案:产生的气体在标准状况下的体积是1.12L

四.物质的量应用于氧化还原反应的计算

例题4.实验室用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2时,收集到7.1g Cl2

已知实验室制氯气反应:物质的量应用于气体体积的计算求:

(1)发生反应的MnO2的物质的量是多少?

(2)被氧化的HCl的物质的量是多少?

(3)有多少电子发生转移?

分析:MnO2与浓HCl溶液反应的化学方程式为:氧化锰与氯化氢反应的化学方程式

该反应既是氧化还原反应,又是离子反应,离子方程式及电子转移情况:

离子方程式及电子转移情况

由此可知:参加离子反应的Cl-代表了被氧化的HCl,化学反应中生成Cl2的质量与被氧化HCl的物质的量、电子转移数目、反应MnO2的质量间存在正比例关系。

:(1)物质的量应用于氧化还原反应例题

1mol                  71g

n(MnO2)               7.1g

解得:n(MnO2) = 0.1 mol

答案:发生反应的MnO2的物质的量是0.1mol。


(2)被氧化的HCl的物质的量等于被氧化的Cl-的物质的量。

物质的量在氧化还原反应中的计算

      2mol           71g

      n(Cl-)         7.1g

解得:n(Cl-) = 0.2mol

答案:被氧化的HCl的物质的量是0.2mol。


(3)每生成1 mol Cl2,电子转移数目为2×6.02×1023

Cl2 -------------------- 2e-

71g                2×6.02×1023

7.1g                    N

解得:N = 1.204×1023

答案:有1.204×1023电子发生转移

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