資源簡介

課題3 利用化學方程式的簡單計算
本課題“利用化學方程式的簡單計算”主要包括兩種類型：用一定量的反應物最多可得到多少生成物；要制取一定量生成物最少需要多少反應物。無論哪一種類型的計算都是以化學方程式為依據進行的。所以，在教學中不能孤立地只談計算，要和熟悉、加深理解化學方程式的涵義聯系起來，應當使學生十分明確地認識到，化學方程式不僅表示什么物質發生反應，生成什么物質，而且還表示反應物、生成物各物質間的質量關系。根據化學方程式的計算，就是依據反應物和生成物間的質量比進行的。已知反應物的質量可以算出生成物的質量，反之，已知生成物的質量也可以算出所需反應物的質量。化學計算題是從“量”的方面來反映物質及其變化的規律的，它與側重于從性質角度去研究和理解物質及其變化規律是相輔相承的。可以說化學計算題包括化學和數學兩個因素，其中化學知識是化學計算的基礎，數學是化學計算的工具。因此，一定要使學生對化學計算題里的有關化學知識有一個清晰的理解，對有關的化學方程式一定要十分熟悉。在這里化學方程式是化學計算的依據，如果化學方程式寫錯了或者沒有配平，化學計算必然會得出錯誤結果。教材還給出了兩個實例來說明根據化學方程式計算的步驟和方法。教學中教師要給學生作解題格式示范，在練習中應該嚴格要求學生按照一定的書寫格式來解題，運算要準確，以培養學生按照化學特點去進行思維的良好習慣和熟練的計算技能。
【教學目標】
1.知識目標
（1）在正確書寫化學方程式的基礎上，進行簡單的計算。
（2）認識定量研究對于化學科學發展的重大作用。
2.能力目標
（1）通過多練習的方法，調動學生的積極性。
（2）通過由易到難的題組和一題多解的訓練，開闊思路，提高解題技巧，培養思維能力，加深對化學知識的認識和理解。
3.素養目標
（1）培養學生按照化學特點思考及審題、分析、計算的能力。
（2）通過有關化學方程式的含義的分析及計算，培養學生學以致用，聯系實際的學風。
（3）認識到定量和定性研究物質及變化規律是相輔相承的，質和量是統一的辯證觀點。
【教學重點】
1.由一種反應物（或生成物）的質量求生成物（或反應物）的質量。
2.根據化學方程式計算的書寫格式要規范化。
【教學難點】
訓練和培養學生按照化學特點去思維的科學方法。
【教學準備】
課件及相關練習題
一、導入新課
根據化學方程式所表示的含義，可以知道反應物與生成物之間存在數量關系。而研究物質的化學變化常涉及到量的計算，例如，用一定量的原料最多可以生產出多少產品？制備一定量的產品最少需要多少原料？等等。通過這些計算，可以加強生產的計劃性，并有利于合理地利用資源，而這些計算的進行都需要根據化學方程式。本節就是從“量”的角度來研究化學方程式的計算的。
二、推進新課
［例題1］加熱分解6.3g高錳酸鉀，可以得到多少克氧氣？
［分析］這道題是已知反應物的質量來求生成物的質量，即已知原料的質量求產品的質量。我們一起來看課本中的解題步驟。
解：設加熱分解6.3g高錳酸鉀，可以得到氧氣的質量為x。
答：加熱分解6.3g高錳酸鉀，大約可以得到0.6g氧氣。
［思考］根據剛才對例題1的閱讀和分析，請歸納出根據化學方程式計算的解題步驟。
［總結］根據化學方程式計算的解題步驟：
（1）設未知量；
（2）寫出反應的化學方程式并配平；
（3）寫出相關物質的相對分子質量和已知量、未知量；
（4）列出比例式，求解；
（5）簡明地寫出答案。
［注意］ （1）設未知量要規范，“設某物質的質量為x”，（x是個有單位的物理量，后面無需再帶單位）；如果未知量是反應物，一般“設參加反應的某物質的質量為x”；若未知量是生成物，一般“設生成某物質（或得到某物質）的質量為x”。
（2） 方程式是否正確關系到整個解題的正確性，所以首先保證方程式配平。如果不配平，則物質之間的質量比就是錯誤的。而且要注意方程式的完整，反應條件、氣體和沉淀的符號要注意標明，不完整的方程式計算時是要扣分的。
（3）相關物質的相對分子質量寫在相應化學式的下面，一定要注意用相對分子質量乘以化學式前面的系數，已知量和未知量寫在相應相對分子質量的下邊。有關物質的量左右對應，上下對齊。
（4）比例式有兩種列法，可以橫列也可以縱列。一般情況下采用縱列比較好，因為有時題中所給的質量數字會和相對分子質量有某種關系，從而使得計算簡單。計算結果的小數位保留按題中要求進行，若題中沒有要求，又得不到整數時，一般保留一位小數，如例題1中就是。
（5）比例式和求解過程中以及最后的結果要帶單位。根據化學方程式的計算反映的是反應物和生成物之間的質量關系，已知條件和未知條件的單位要一致。
［教師］在實際運算過程中，我們往往需要把過程再簡化些，自學例題2，進一步總結解題思路和解題具體格式。
［例題2］工業上,高溫煅燒石灰石（CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳，如果要制取5.6t氧化鈣，需要碳酸鈣多少噸？
解：設需要碳酸鈣的質量為x。
答：需要碳酸鈣10t。
［總結］通過上述計算我們可以看出，化學方程式能準確地表示出反應物、生成物各物質之間的質量比。已知一種反應物或生成物的質量，可根據比例關系求出另一種反應物或生成物的質量。解題時一定要注意解題格式的規范化，養成良好的解題習慣；要注意解題細節，避免造成無謂的失分。
［教師］下面公布一位同學的解題方案，請同學們評議。
［課件展示］
例題3 工業上用電解水的方法制取氫氣。電解4.5t水，能制得氫氣多少噸？同時得到氧氣多少噸？
解：設制得氫氣xt，氧氣yt。
答：電解4.5t水，可制得氫氣0.45t、氧氣7.2t。
生甲：這個題解得不對。第一,化學方程式沒有配平。應該在生成物氫氣的化學式前面加上系數2。第二，水的式量和計算錯了。水的式量和應該是2×（1×2＋16）＝36。
生乙：根據計算結果，0.45跟7.2的和不等于4.5，違背質量守恒定律。由此可見解題肯定有錯誤，就是前面同學指出的問題。
生丙：這個題只設一個未知量（氫氣或氧氣的質量），根據質量守恒定律，可求解另一個未知量（氧氣或氫氣的質量）。這樣解題更簡捷。
［課件展示］（正確方案）
解：設制取氫氣xt。
根據質量守恒定律，氧氣的質量=4.5t-0.5t=4t
答：電解4.5t水，能制得氫氣0.5t，氧氣4t。
［練習］氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫氣體，燃燒100 g氫氣需要氯氣多少克？生成氯化氫氣體多少克？
解：設需要氯氣的質量為x，生成氯化氫氣體的質量為y。
答：需要氯氣3550 g，生成氯化氫氣體3650 g。
［總結］由此可知，已知一種反應物的質量可以計算另一種反應物的質量，同理，已知一種生成物的質量也可以計算另一種生成物的質量。可見根據化學方程式計算共有四種類型：①已知反應物的質量求生成物的質量；②已知生成物的質量求反應物的質量；③已知一種反應物的質量求另一種反應物的質量；④已知一種生成物的質量求另一種生成物的質量。
［提問］通過前面例題的講解，大家總結一下根據化學方程式計算的要領是什么？關鍵是什么？
［總結］化學方程式計算的三個要領和三個關鍵。
三個要領：①步驟要完整；②格式要規范；③得數要準確。
三個關鍵：①準確書寫化學式；②化學方程式要配平；③準確計算相對分子質量。
［注意］ 化學方程式反映的是純物質間的質量關系，因此遇到不純物，要先把不純的反應物或生成物的質量換算成純物質的質量，才能代入化學方程式進行計算。涉及到的公式為：純度=×100%；若帶入量為氣體體積，也應該換算成質量，公式為m=ρV；
三、典例剖析
例1 某學生要用一定量的氯酸鉀進行實驗，制取所需的4瓶氧氣（密度=1.43g/L），每瓶250mL，至少需要氯酸鉀多少克？（精確到0.01g）
【分析】此題是給出生成物氧氣的體積，求反應物氯酸鉀的質量，應先把氧氣的體積換算成質量，然后利用化學方程式中的質量關系進行計算。
【解】設需要氯酸鉀的質量為x
答:至少需要氯酸鉀的質量為3.65g。
例2 碳酸鈣是牙膏中一種常用的摩擦劑，可用石灰石作原料來制備。宜昌市某牙膏廠現有一批石灰石樣品，小麗為探究其所含碳酸鈣的質量分數，稱取500g樣品，磨成粉末后，放在電爐上高溫煅燒至質量不再發生變化，稱量剩余物質的質量為302g。有關反應的化學方程式為CaCO3 CaO+CO2↑，假設石灰石樣品中雜質不參加反應。據此我能計算：
（1）生成二氧化碳的質量；
（2）此石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數。
【分析】根據化學方程式計算時，根據各物質的質量成比例，這里的“成比例”必須是純凈物之間的質量關系。如果題目的已知量中沒有純凈物，一般要根據質量守恒定律，找出已知量。如本題中，經過分析500g樣品是混合物的質量，302g剩余物也是混合物的質量。煅燒前后質量減少的部分就是生成的二氧化碳的質量，是純凈物。
【解】（1）根據質量守恒定律，二氧化碳的質量為：500g-302g=198g。
（2）設500g石灰石樣品中碳酸鈣的質量為x。
此石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為：450g÷500g×100%=90%
答：（1）生成二氧化碳的質量為198g。（2）此石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為90%。
四、課堂檢測
完成練習冊中本課時對應課堂作業部分。
五、課堂小結
［提問］通過今天的學習，你學到了哪些知識？
［小結］根據化學方程式的計算，關鍵在于正確書寫化學方程式，這里包括正確書寫反應物、生成物的化學式，化學方程式的配平。解題時一定要認真審題，解題思路要正確、解題步驟要完整，書寫格式要規范，計算數據要準確。
六、布置作業
完成練習冊中本課時對應課后作業。
課題3 利用化學方程式的簡單計算
1.根據化學方程式計算的解題步驟
（1）設未知量；
（2）寫出反應的化學方程式并配平；
（3）寫出相關物質的相對分子質量和已知量、未知量；
（4）列出比例式，求解；
（5）簡明地寫出答案。
2.根據化學方程式計算的三個要領和三個關鍵
（1）三個要領：①步驟要完整；②格式要規范；③得數要準確。
（2）三個關鍵：①準確書寫化學式；②化學方程式要配平；③準確計算相對分子質量。
本課題“利用化學方程式的簡單計算”主要包括兩種類型：一種是已知反應物的質量求生成物的質量；一種是已知生成物的質量求反應物的質量。但無論哪一種計算都是以化學方程式為理論依據進行的，所以一定使學生明白化學方程式在“質”和“量”兩方面的意義。本課題內容雖是計算，但這種計算對數學方面的知識要求并不高，只要能正確列出比例式并能計算即可，教師不必再進一步拓深，但教師要結合具體的實例教會學生分析題意，學會如何解計算題，重點引導學生按照化學特點進行思維的良好習慣,養成正確地審題、解題習慣，找準解題的突破口，培養學生嚴格認真的科學態度和書寫完整、規范的良好學習習慣。

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