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物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
一、教學(xué)目標(biāo)
1、通過對(duì)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)意義的重新認(rèn)識(shí)，完成對(duì)化學(xué)反應(yīng)從微觀認(rèn)知到宏觀認(rèn)知的轉(zhuǎn)變，明確化學(xué)計(jì)量數(shù)在不同層次的運(yùn)算中的使用。
2、通過物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用，理解物質(zhì)的量在高中化學(xué)計(jì)算中的重要作用，建立高中使用物質(zhì)的量及相關(guān)概念在化學(xué)方程式計(jì)算中應(yīng)用的基本模型。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1、重點(diǎn)：物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
2、難點(diǎn)：化學(xué)方程式中常用的計(jì)算方法
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一、新課導(dǎo)入
【教師】物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的。
【提問】那么，化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以明確表示出什么？
【學(xué)生】化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系。
【教師】下面一起學(xué)習(xí)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。
環(huán)節(jié)二、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟
【教師】先回顧以物質(zhì)的量為核心的計(jì)算公式。
【學(xué)生1】已知物質(zhì)的質(zhì)量m，n=m/M
【學(xué)生2】已知物質(zhì)的粒子數(shù)N，n=N/NA
【學(xué)生3】已知標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體的體積V，n=V/Vm
【學(xué)生4】已知溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度c(B),n(B)=c(B)/V
【思考】化學(xué)方程式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量與化學(xué)計(jì)量數(shù)之間有什么關(guān)系？以二氧化碳?xì)怏w與氧氣的反應(yīng)為例。
【學(xué)生】化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2：1：2，同時(shí)物質(zhì)的微粒數(shù)之比也為2：1：2
【教師】若將微粒數(shù)目擴(kuò)大NA倍之后，各物質(zhì)微粒數(shù)之比為多少？
【學(xué)生】依舊也為2：1：2，根據(jù)計(jì)算公式n=N/NA,物質(zhì)的量之比也為2：1：2
【教師】此時(shí)各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積之比為多少？
【學(xué)生】44.8L：22.4L: 44.8L ,同樣比值也為2：1：2
【教師】相同狀況下各氣體的體積之比均為多少？
【學(xué)生】2：1：2
【教師】通過上述的推導(dǎo)，可得出結(jié)論：
1、化學(xué)方程式各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比。
2、有氣體參與的反應(yīng)，在同溫同壓下各氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其體積之比。
【教師】計(jì)算依據(jù)掌握以后，下面一起來了解如何根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。
1、寫——寫出正確的化學(xué)方程式
2、設(shè)——設(shè)出的未知數(shù)直接用物理量的符號(hào)表示，且不帶單位
3、標(biāo)——在有關(guān)物質(zhì)下面標(biāo)出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)的相關(guān)數(shù)值
4、列——將有關(guān)的幾個(gè)量列出比例式
5、解——根據(jù)上述比例式求解未知數(shù)并作答
【練習(xí)】250 mL 2 mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。
計(jì)算：（1）參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量;
（2）生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
【學(xué)生1】 計(jì)算出參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量：n(H2SO4)=CV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol
1、寫反應(yīng)方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
2、設(shè)參與反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為n(Fe) 1 1
3、標(biāo) n(Fe) 0.5mol
4、列1/1= n(Fe)/0.5mol
5、解n(Fe)=0.5 mol
【學(xué)生2】 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1 1
0.5 mol n(H2)
1/1= 0.5 mol/ n(H2)
n(H2)= 0.5 mol V(H2）= 0.5 mol×22.4 L/mol=11.2L
環(huán)節(jié)三、化學(xué)方程式中常用的計(jì)算方法
【教師】第一種方法為關(guān)系式法，通過找出已知量與未知量之間的比例關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算的方法。
其中，第一種關(guān)系式為縱向關(guān)系式，指經(jīng)過多步的連續(xù)反應(yīng)，即后一反應(yīng)的反應(yīng)物為前一反應(yīng)的生成物，采用“加合”將多步運(yùn)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算。
【練習(xí)】用足量的CO還原Fe2O3，將所生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到的沉淀為60 g，則Fe2O3的質(zhì)量是 ( B )
A．16 g B．32 g C．64 g D．80 g
【學(xué)生】n(CaCO3)= 60 g ÷100 g/mol = 0.6 mol
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 3CO2＋3Ca(OH)2 = 3CaCO3↓＋3H2O
根據(jù)以上兩個(gè)方程式得到關(guān)系式為：Fe2O3～3CO2～3CaCO3
1 3
n(Fe2O3) 0.6 mol
根據(jù)比例式可得：n(Fe2O3)＝0.2 mol
m(Fe2O3)=0.2 mol×160 g/mol=32 g
【教師】第一種關(guān)系式為橫向關(guān)系式，是指幾種不同的物質(zhì)中含有相同的量，根據(jù)該相同量將幾種不同的物質(zhì)直接聯(lián)系起來進(jìn)行運(yùn)算。
【練習(xí)】250 mL 2 mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計(jì)算：
（1）參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量；（2）生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
【學(xué)生】 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1mol 1mol 22.4L
n(Fe) 0.5mol V(H2)
1mol/ n(Fe)=1mol/0.5mol=22.4L/ V(H2)
解得n(Fe) =0.5mol, V(H2)=11.2L
【講解】通過橫向關(guān)系式可以同時(shí)求出倆個(gè)未知量。
【教師】第二種方法為守恒法，利用化學(xué)反應(yīng)前后某些量之間的等量關(guān)系。
第一種為質(zhì)量守恒法，宏觀特征：反應(yīng)前后質(zhì)量守恒；微觀特征：反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)數(shù)守恒。
第二種為得失電子守恒法，還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)
第三種為電荷守恒法，溶液中正負(fù)電荷總數(shù)一定相等，離子方程式中反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)相同且電性相同。
【練習(xí)】4.6 g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量為多少克？
【學(xué)生】鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過程中鈉的原子個(gè)數(shù)不變，可得關(guān)系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
比例式為：46/106=4.6g/ m(Na2CO3)
m(Na2CO3)=10.6g
【講解】該題運(yùn)用質(zhì)量守恒，反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)與種類相等。
【練習(xí)】用 FeSO4將酸性K2Cr2O4還原為 Cr2(SO4)3，消耗 3mL 2 mol L 1 FeSO4溶
液時(shí)，消耗的 K2Cr2O4的物質(zhì)的量為 ( A )
A、1.0×10 3mol B、1.2×10 3mol C、2.4×10 3mol D、3.6×10 3mol
【講解】通過運(yùn)用得失電子守恒解題。
【教師】第三種方法為差量法，是指有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)固體、液體、氣體質(zhì)量在反應(yīng)前后有所改變的現(xiàn)象，根據(jù)該變化的差值與化學(xué)方程式中反應(yīng)物、生成物的質(zhì)量成正比，從而求出化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量。
【練習(xí)】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時(shí)間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了2 g，參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為多少克？
【學(xué)生】 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Δm
56g 64g 64 g－56 g＝8 g
m(Fe) 2g
列出比例式為56g/ m(Fe)=8g/2g
m(Fe)=14g(共19張PPT)
授課老師：XXX
第三節(jié)第2課時(shí)
物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
第三章
人教版 必修第一冊
THE APPLICATION OF MATERIAL QUANTITY IN CHEMICAL EQUATION CALCULATION
課堂導(dǎo)入
那么，化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以明確表示出什么？
化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系。
物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的。
一、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟
以物質(zhì)的量為核心的計(jì)算公式
n =
NA
N
=
M
m
=
Vm
V
=
cB · V
為定值，約等于6.02×1023 mol-1
物質(zhì)確定則為定值，數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對(duì)原子(分子)質(zhì)量
對(duì)于氣體，標(biāo)況下為定值，約為22.4L/mol
為溶液的體積
一、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟
【思考】化學(xué)方程式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量與化學(xué)計(jì)量數(shù)之間有什么關(guān)系？
一、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟
化學(xué)方程式中的定量關(guān)系
2CO + O2 ==== 2CO2
點(diǎn)燃
化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
2
1
2
:
:
標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積之比
44.8L
22.4L
44.8L
:
:
物質(zhì)的微粒數(shù)之比
2
1
2
:
:
擴(kuò)大NA倍后
2NA
NA
2NA
:
:
物質(zhì)的量之比
2mol
1mol
2mol
:
:
相同狀況下體積之比
2
1
2
:
:
=2:1:2
一、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟
結(jié)論一：
化學(xué)方程式各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比。
結(jié)論二：
有氣體參與的反應(yīng)，在同溫同壓下各氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于其體積之比。
一、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的基本步驟
寫
寫出正確的化學(xué)方程式
設(shè)
設(shè)出的未知數(shù)直接用物理量的符號(hào)表示，且不帶單位
標(biāo)
在有關(guān)物質(zhì)下面標(biāo)出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)的相關(guān)數(shù)值
列
將有關(guān)的幾個(gè)量列出比例式
解
根據(jù)上述比例式求解未知數(shù)并作答
課堂檢測
【例題】250 mL 2 mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計(jì)算：（1）參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量;（2）生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
計(jì)算出參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量：
n(H2SO4)=CV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol
寫
反應(yīng)方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
設(shè)
n(Fe)
0.5 mol
標(biāo)
1
1
列
1
1
n(Fe)
0.5 mol
解
n(Fe)=0.5 mol
答：參與反應(yīng)鐵屑的物質(zhì)的量為0.5 mol。
課堂檢測
【例題】250 mL 2 mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計(jì)算：（1）參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量;（2）生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
計(jì)算出參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量：
n(H2SO4)=CV液 =2 mol/L×0.25 L = 0.5 mol
寫
反應(yīng)方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
0.5 mol
n(H2)
1
1
1
1
0.5 mol
n(H2)
n(H2)=0.5 mol
答：生成H2的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是11.2 L。
V(H2）= 0.5 mol×22.4 L/mol=11.2L
二、化學(xué)方程式中常用的計(jì)算方法
化學(xué)計(jì)算中的常用方法
方法一：關(guān)系式法
找出已知量與未知量之間的比例關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算的方法。
（1）縱向關(guān)系式
經(jīng)過多步的連續(xù)反應(yīng)，即后一反應(yīng)的反應(yīng)物為前一反應(yīng)的生成物，采用“加合”將多步運(yùn)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算。
課堂檢測
【例題】用足量的CO還原Fe2O3，將所生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到的沉淀為60 g，則Fe2O3的質(zhì)量是 ( )
A．16 g B．32 g C．64 g D．80 g
B
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
3CO2＋3Ca(OH)2 = 3CaCO3↓＋3H2O
根據(jù)以上兩個(gè)方程式得到關(guān)系式為：Fe2O3～3CO2～3CaCO3
1
3
n(Fe2O3)
n(CaCO3)
n(CaCO3)= 60 g ÷100 g/mol = 0.6 mol
根據(jù)比例式可得：n(Fe2O3)＝0.2 mol
m(Fe2O3)=0.2 mol×160 g/mol=32 g
二、化學(xué)方程式中常用的計(jì)算方法
化學(xué)計(jì)算中的常用方法
方法一：關(guān)系式法
找出已知量與未知量之間的比例關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算的方法。
（2）橫向關(guān)系式
幾種不同的物質(zhì)中含有相同的量，根據(jù)該相同量將幾種不同的物質(zhì)直接聯(lián)系起來進(jìn)行運(yùn)算。
課堂檢測
【例題】250 mL 2 mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計(jì)算：
（1）參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量；（2）生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
反應(yīng)方程式： Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
1mol
1mol
22.4L
n(Fe)
0.5mol
V(H2)
1 mol
n(Fe)
1 mol
0.5mol
=
22.4L
V(H2)
=
解得n(Fe) =0.5mol, V(H2)=11.2L
二、化學(xué)方程式中常用的計(jì)算方法
化學(xué)計(jì)算中的常用方法
方法二：守恒法
利用化學(xué)反應(yīng)前后某些量之間的等量關(guān)系。
質(zhì)量守恒法
宏觀特征：反應(yīng)前后質(zhì)量守恒；微觀特征：反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)數(shù)守恒
得失電子守恒法
還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)
電荷守恒法
溶液中正負(fù)電荷總數(shù)一定相等，離子方程式中反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)相同且電性相同。
課堂檢測
【例題】4.6 g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量是 g。
10.6
解：鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過程中鈉的原子個(gè)數(shù)不變，可得關(guān)系式：
2Na　　～　　Na2CO3
2×23 106
4.6 g m(Na2CO3)
2×23
4.6g
=
則
106
m(Na2CO3)
m(Na2CO3)=
106×4.6g
2×23
=10.6g
課堂檢測
A
1.0×10 3mol
用 FeSO4將酸性K2Cr2O4還原為 Cr2(SO4)3，消耗 3mL 2 mol L 1 FeSO4溶
液時(shí)，消耗的 K2Cr2O4的物質(zhì)的量為 ( )
A
B
1.2×10 3mol
C
2.4×10 3mol
D
3.6×10 3mol
二、化學(xué)方程式中常用的計(jì)算方法
化學(xué)計(jì)算中的常用方法
方法三：差量法
有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)固體、液體、氣體質(zhì)量在反應(yīng)前后有所改變的現(xiàn)象，根據(jù)該變化的差值與化學(xué)方程式中反應(yīng)物、生成物的質(zhì)量成正比，從而求出化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量。
課堂檢測
【練習(xí)】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時(shí)間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了2 g，參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為 。
解： Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
56g
14g
64g
Δm
64 g－56 g＝8 g
2g
56g
m(Fe)
=
則
8g
2g
，m(Fe)=14g
m(Fe)
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