資源簡介

第五單元　化學方程式
課題3 利用化學方程式的簡單計算
設計說明 本課題是在學習了質量守恒定律、化學方程式、相對原子質量、化學式計算等知識的基礎上，對化學反應進行的定量分析。化學計算始終是初中化學教學中的重點和難點問題。本課題研究的計算問題主要是兩個方面：一是用一定量的反應物最多可以得到多少生成物；二是要制取一定量的生成物最少需要多少反應物。 無論是哪種計算問題，其關鍵點是準確書寫化學方程式。因此，在教學開始，檢查學生對常見的重要物質的化學性質的掌握情況，復習正確書寫化學方程式的要求。 本課題的教學中只要求純物質的計算，難度不大。因此，本課題的具體 教學過程設計如下： 1.創設情境，展現利用化學方程式計算的實際意義和價值。 （利用多媒體展示“神舟十一號”升空場面）：“神舟十一號”用長征系列火箭發射升空時，若火箭燃料是液氫，助燃劑是液氧，當火箭被點火時會發生什么反應？火箭順利發射需要多少液氫和液氧？等等。 2.強調規范，探究利用化學方程式計算的書寫格式。 設計例題1和例題2，說明根據化學方程式進行計算的步驟，使學生學會利用化學方程式進行簡單計算，并進一步規范計算的解題格式、步驟規范等。 3.拓展應用，設計情境進行鞏固提升訓練。 給學生提供熟悉的化學反應，圍繞學生容易出現的問題，設計一些錯誤的計算案例，發動學生自己發現問題并進行糾正。在計算中適當滲透根據圖像、表格進行的計算。 教學目標 【知識與技能】 1.學會利用化學方程式的簡單計算，掌握正確的計算格式和步驟。 2.在正確書寫化學方程式的基礎上，進行簡單的計算。 【過程與方法】 1.通過對化學方程式中物質間質量比的分析，初步理解反應物和生成物之間質和量的關系。 2.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。 【情感、態度和價值觀】 1.認識化學計算對于解決實際問題的重要意義，進一步認識定量研究對于化學科學發展的重大作用。 2.培養學生嚴謹求實、勇于創新和實踐的學習態度和科學精神。 重點難點 教學重點 根據化學方程式的簡單計算的審題、步驟、格式。 教學難點 根據化學方程式的簡單計算中物質之間關系的建立、解題格式的規范化。 教學方法 探究法：通過計算化學反應中各物質之間的質量比，引導學生探究根據化學方程式計算的理論依據。 分析法：在老師的引導下，讓學生對例題進行討論、對比、辨析、交流和小結，在此基礎上完成教學，使學生在整個教學過程中，自己不知不覺地獲取了新的知識和掌握了新的技能。 教具、學具 計算機多媒體教學系統、CAI課件等。 授課時數 2課時 第一課時 教學過程 回顧思考 1.寫出氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式，并標出各物質的質量比 2H2 + O2 2H2O 2×2 ∶ 32 ∶ 2 ×18 4 ∶ 32 ∶ 36 若： 4 g ∶ （ 32 ）g ∶ （ 36 ）g 若： （ 2 ）g ∶ （ 16 ）g ∶ 18 g 【教師點撥】 這說明在化學反應中，反應物與生成物之間的質量比是正比例關系，因此，利用此正比例關系，根據化學方程式中已知一種物質的質量，可求另一種物質的質量。 2.化學方程式的意義 在反應4P+5O22P2O5中 每（　124　）份質量的磷與（ 160 ）份質量的氧氣恰好完全反應。 則124 g的磷恰好能與（　160　）g質量的氧氣反應。 則12.4 g的磷恰好能與（　16　）g質量的氧氣反應。 則6.2 g的磷恰好能與（　8　）g質量的氧氣反應。 【教師點撥】 根據化學方程式計算的依據是各反應物、生成物之間的質量比為一定值。 導入新課 【多媒體展示】利用多媒體展示“神舟五號”升空場面。 【教師提問】“神舟五號”用長征系列火箭發射升空時，若火箭燃料是液氫，助燃劑是液氧，當火箭被點火時會發生什么反應？請寫出該反應的化學方程式。 你能說出該化學方程式表示的意義嗎？能否利用化學方程式中各物質之間的量的關系來計算生成物（產品）或反應物（原料）的質量呢？ 【教師提問】若你是火箭推進器的設計師，當確定升空的火箭需要液氫100 kg時，你會在火箭助燃劑倉中填充多少千克的液氧來滿足這些液氫完全燃燒？并把你們的解題依據、思路、過程等表達出來，是否符合你的思維過程？ 【學生思考】思考、討論、交流、表達。 講授新課 例　現有8 g氧氣與足量的氫氣完全燃燒，能生成多少克水？ 【審題】①該題涉及的化學變化為 2H2+O22H2O （書寫化學方程式）； ②題目給出的已知量為　氧氣　的質量，未知量為 水 的質量； ③已知量與未知量有什么關系？ 　已知量與未知量存在一定的比例關系 。 【解題】請你在草稿紙上書寫出詳細的解題過程。 【對照】寫完后，請先自己檢查，再與同學的解題過程對比、交流，然后與P102例題1比較有哪些異同。 【學生閱讀并思考交流】自學課本P102至P103例題1、例題2后，完成以下問題： 1.利用化學方程式計算可分為哪幾個步驟？ 2.利用化學方程式計算應注意哪些問題？ 【火眼金睛】 電解36 g水可得到多少克氫氣？下面是四位同學的解題過程和結果，請你仔細檢查后回答：他們做得對嗎？分別有什么缺陷？你從中能得到什么啟示？ 甲同學乙同學解：設可得x g氫氣。 HO2H↑+O2↑ 33 1 36 g x 33/1=36 g/x x≈1.1 g 答：可得到1.1 g氫氣。解：設可得x氫氣。 H2O H2↑+O↑ 18 2 36 g x 18/2=36 g/x x=4 g 答：可得到4 g氫氣。丙同學丁同學解：設可得x g氫氣。 2H2O2H2↑+O2↑ 36 4 32 36 g x 36/32=36g/x x=32 答：可得到32 g氫氣。解：設可得氫氣質量為x。 2H2O 2H2+O2↑ 36 4 36 g x x=4 g 答：可得到4 g氫氣。
【小結】 1.計算的依據是 __各反應物、生成物之間的質量比為一定值__ 。 2.計算的方法和步驟： 解題方法：明確發生反應的化學方程式，寫出并配平涉及的化學方程式，分析已知量和未知量，根據已知量和未知量之間的關系，列比例式求解。 步驟：（1）設：__設未知量__；（未知量帶單位嗎？） （2）寫：__正確書寫化學方程式__；（要注意什么？） （3）找： __找出相關物質的質量比，標出已知量、未知量__；（有關的量標在什么位置？已知量帶單位嗎？） （4）列：__列出比例式，求解__； （5）答：__簡明地寫出答案__。 3.計算類型： （1）已知__反應物__的質量計算__生成物__的質量。 （2）已知__生成物__的質量計算__反應物__的質量。 4.注意事項： （1）解題格式要規范，步驟要齊全。 （2）以純凈物的質量進行計算，對于不純的反應物或不純的生成物，必須折算成純凈物的質量，再進行計算。 （3）必須正確使用單位，單位要統一。 5.常見的錯誤： （1）不認真審題，答非所問； （2）元素符號或化學式寫錯； （3）化學方程式沒有配平； （4）相對分子質量或物質的質量比計算錯誤； （5）單位使用錯誤； （6）把不純物質當成純凈物進行計算。 【課堂練習】為保持長時間潛航，在潛水艇中要配備氧氣再發生裝置，其制氧的方法是利用過氧化鈉(Na2O2)與二氧化碳在常溫下生成碳酸鈉和氧氣。其反應的化學方程式為2Na2O2＋2CO22Na2CO3+O2。若要得到48 g氧氣，需過氧化鈉的質量是多少？ 答案：解：若要得到48 g氧氣，需過氧化鈉的質量是x。 2Na2O2＋2CO22Na2CO3+O2 156 32 x 48 g 156/x=32/48g x=234 g 答：需過氧化鈉的質量是234 g。 課堂小結 1.根據化學方程式計算的解題步驟 ①設：設未知量（未知數后不加單位）； ②寫：正確書寫化學方程式（注意化學方程式的書寫要完整、準確，若不配平，直接影響計算結果）； ③找：找出相關物質的質量比，標出已知量、未知量； ④列：列出比例式，求解； ⑤答：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 三個要領：（1）步驟要完整(設、寫、找、列、答）； （2）格式要規范； （3）得數要準確。 三個關鍵：（1）準確書寫化學方程式； 　　　　（2）準確計算相對分子質量及物質的質量比； （3）代入的數據均指純凈物的質量（單位要代入計算過程）。 當堂達標 1.工業上電解氧化鋁制取金屬鋁的化學方程式為2Al2O34Al+3O2↑。 電解20 t氧化鋁最多可生產多少噸鋁？（寫出必要的計算過程，計算結果精確到0.1 t） 答案：解：設可以生產鋁的質量為x。 2Al2O3 4Al+3O2↑ 204 108 20 t x x≈10.6 t 答：電解20 t氧化鋁最多可生產10.6 t鋁。 2.登山隊員常用的能源是氫氣，可用氫化鈣（CaH2）固體和水反應制得，其反應的化學方程式為CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑。若需制得20 g H2，則需要多少克氫化鈣？ 答案：解：設需要氫化鈣的質量為x。 CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑ 42 4 x 20 g x＝210 g 答：需要氫化鈣的質量為210 g。 板書設計 第五單元　化學方程式 課題3　利用化學方程式的簡單計算（第一課時） 步驟：設 寫 找 列 答 二、例　見教學過程 第二課時 教學過程 回顧思考 1.質量守恒定律的內容：參加化學反應的各物質的 質量 總和，等于反應后生成的各物質的質量 總和 。 2.請大家回答以下問題： （1）8 g氧氣能保證 1 g氫氣充分燃燒； （2） 64 g氧氣能保證8 g氫氣充分燃燒； （3）8 g氧氣能保證 12 g鎂充分燃燒； （4） 8 g氧氣能保證12 g鎂充分燃燒； （5）要獲得20 g氫氣，至少需要電解 180 g水； （6）電解36g水，最多獲得 4 g氫氣。 導入新課 【過渡】大家表現得非常好，我們通過上一節課的學習已經初步學會了根據化學方程式簡單計算的基本流程和解決方法，但是在一些化學反應中，反應物不一定是恰好完全反應的（過量問題），這時候我們又該如何使用已知數據呢？涉及質量守恒定律的化學計算題我們又應該怎么解答，解題的技巧又是什么呢？帶著這樣的問題我們一起進入本節課的學習。 講授新課 一、計算中的過量問題 【教師提問】在多媒體呈現以下的例題引導孩子們思考，如何解答上述問題。 例1　2 g氫氣和2 g氧氣充分反應后，生成多少克水？ 【學生】獨立思考，嘗試解答該題目。 【小組討論】如何解答這類題目？該如何使用已知數據？ 【教師點撥】和學生共同解答該題目并板書。 解：設2 g氧氣完全反應需要氫氣的質量為x，生成水的質量為y。 2H2 + O2 2H2O 4 32 36 x 2 g y 4∶x=32∶2 g 解得x=0.25 g 32∶2 g=36∶y 解得y=2.25 g 0.25 g<2 g，氫氣過量。 答：生成水的質量為2.25 g。 【課堂練習】12 g碳和24 g氧氣反應生成多少克CO2？ 答案：解：設24 g氧氣完全反應需要碳的質量為x，生成二氧化碳的質量為y。 C ＋ O2 CO2 12 32 44 x 24 g y 12∶x=32∶24 g 解得x=9 g 32∶24 g=44∶y 解得y=33 g 9 g<12 g，碳過量。 答：生成二氧化碳的質量為33 g。 【教師總結】在根據化學方程式的簡單計算中，如果反應物不是恰好完全反應的，要注意反應物的剩余（過量）問題，不能不加判斷地將已知數據直接代入化學方程式進行計算。 二、計算中的質量守恒問題 例2　飼養觀賞魚，可以陶冶人的情操，增進人們對生活的熱愛。空運觀賞魚，必須密封。為了解決魚的呼吸問題，可在水中加入增氧劑，主要成分為過氧化鈣（化學式為CaO2），過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氧氣。 （1）寫出過氧化鈣與水反應的化學方程式 。 （2）一位養魚愛好者做如下實驗：取少量增氧劑加入足量的水中，稱量數據如下。求參加反應的過氧化鈣的質量。 反應前的質量反應后燒杯及燒杯內混合物的質量增氧劑15 g111.8 g水和小燒杯100 g
【小組討論】 表中哪一數據可以代入化學方程式中進行計算？ 【教師點撥】題中所給的數據都是混合物的質量，不能直接代入化學方程式中進行計算，在解題時要注意甄別。 【教師總結】此題的突破口是根據質量守恒定律求出反應前后質量的差值，即生成氧氣的質量，然后根據氧氣質量，利用化學方程式求出過氧化鈣的質量。 答案：（1）2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2↑ （2）解：氧氣的質量為15 g+100 g- 111.8 g=3.2 g。 設參加反應的過氧化鈣的質量為x。 2CaO2+ 2H2O 2Ca(OH)2 + O2↑ 144 32 x 3.2 g 144∶32=x∶3.2 g x=14.4 g 答：參加反應的過氧化鈣的質量為14.4 g。 【課堂練習】取200 g高錳酸鉀和二氧化錳的混合物，質量的變化如下表所示，則混合物中高錳酸鉀和二氧化錳的質量各為多少？ 時間1 min2 min3 min4 min混合物的質量200 g195 g184 g184 g
【學生思考】獨立思考，嘗試解答該題目。 【教師點撥】根據表格中數據可知，當反應進行到第3分鐘時，混合物的總質量不再變化，說明混合物中的高錳酸鉀已經反應完全。反應中混合物的質量差值就是生成的氧氣的質量，可以代入化學方程式進行計算。 【教師講解】與學生共同解答該題目并板書。 解：設混合物中高錳酸鉀的質量為x。 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 316 32 x （200-184） g 316∶x=32∶（200-184）g 解得x=158 g 則MnO2的質量為200 g-158 g=42 g。 答：高錳酸鉀的質量為158 g，二氧化錳的質量為42 g。 課堂小結 在利用化學方程式進行計算時，要關注反應物的剩余（即過量）問題，只有確定完全參加反應的物質的質量才能代入方程式計算。根據質量守恒定律，對比反應前后物質總質量的變化，是獲得已知數據的一條重要途徑。 當堂達標 1.今有氫氣與氧氣的混合氣共20 g，在密閉的容器中點燃，生成水18 g，問原混合氣體中氧氣的質量可能是多少？ 答案：解：2H2 + O2 2H2O 4 32 36 x y 18 g （1）如果氫氣完全參加反應，設氫氣質量為x。 4∶36 = x∶18 g x=2 g 氧氣質量為20 g-2 g=18 g。 （2）如果氧氣完全參加反應，設氧氣質量為y。 32∶36 = y∶18 g y=16 g 答：原混合氣體中氧氣的質量可能是18 g或16 g。 2.某校興趣小組在實驗室做制取氧氣的實驗，他們取氯酸鉀和二氧化錳的混合物6.0 g放入大試管中進行加熱，并在不同時刻測定試管內剩余固體的質量如下表： 反應時間/min1.01.52.02.53.03.5剩余固體質量/g5.14.54.24.084.084.08
（1）生成氧氣的質量為　 　g。 （2）原混合物中二氧化錳的質量是多少？（寫出計算過程） 答案:（1）1.92 （2）解：設參加反應的氯酸鉀的質量為x。 2KClO3 2KCl+3O2↑ 245 　 96 x 1.92 g 245∶96 = x∶1.92 g x = 4.9 g 原混合物中二氧化錳的質量：6.0 g -4.9 g=1.1 g。 答：原混合物中二氧化錳的質量是1.1 g。 板書設計 第五單元　化學方程式 課題3 利用化學方程式的簡單計算（第二課時） 一、計算中的過量問題 例1　見教學過程 二、計算中的質量守恒問題 例2　見教學過程 教學反思

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