高中化学物质的量在化学方程式计算中的应用教案

2021-06-10 教案

　　从容说课

　　在初中，学生已经知道了化学中反映物和生物之间的质量关系，并学习了运用化学方程式进行有关质量的计算。本节是在初中知识的基础上进一步揭示化学反应中反应物、生成物之间的粒子数关系，并学习物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等应用于化学方式的计算。将这部分内容安排在这一节，主要是为了分散前一章的难点，同时，在打好有关知识基础的前提下在来学习本内容，有利于学生对有关知识和技能的理解、掌握和记忆。

　　本节内容是学生今后进一步学习中和滴定等知识的重要基础，在理论联系实际方面具有重要作用。同时，对于学生了解化学反应规律、形成正确的有关化学反应的观点也具有重要意义。因此，这一节的内容在全书中有其特殊的地位和作用。应让学生在学好本节知识的基础上，在以后的学习过程中不断地应用，巩固。

　　本节内容实际上是前面所学知识和技能和综合运用，涉及中学化学反应中许多有关的物理量及各物理量间的换算，综合性很强，这是这一节的特点，也是它的重、难点。在教学中，采用启发、引导、边讲边练的方法，在例题中，适当分解综合性，逐步提问，使综合性逐步增加，以题逐步培养学生运用知识和技能的能力。为掌握好本节中的相关知识，可适当补充一些不同类型的题作课堂练习，发现问题及时解决，并注意引导学生总结规律、理清思路。

　　教学目标

　　1.使学生掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式。

　　2.使学生加深对物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念的理解，及对化学反应规律的认识。

　　3.培养学生综合运用知识的能力和综合计算的能力。

　　教学重点

　　物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。

　　教学难点

　　物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。

　　教学方法

　　启发、引导、讲解、练习

　　课时安排

　　二课时

　　教学用具

　　投影仪

　　教学过程

　　第一课时

　　［引入新课］有关化学方程式的计算，我们在初中就已经很熟悉了，知道化学反应中各反应物和生成物的质量之间符合一定的关系。通过前一章的学习，我们又知道构成物质的粒子数与物质的质量之间可用物质的量做桥梁联系起来。既然化学反应中各物质的质量之间符合一定的关系，那么，化学反应中构成各物质的粒子数之间、物质的量之间是否也遵循一定的关系呢?能不能把物质的量也应用于化学方程式的计算呢?这就是本节课我们所要学习的内容。

　　［板书］第三节物质的量在化学方程式计算中的应用(一)

　　一、原理

　　［讲解］我们知道，物质是由原子、分子或离子等粒子组成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的数目关系。这些粒子之间的数目关系，又叫做化学计量数ν的关系。

　　［讲解并板书］

　　2H2 ＋ O2 2H2O

　　化学计量数ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2

　　扩大NA倍： 2NA ∶ NA ∶ 2NA

　　物质的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol

　　［师］由以上分析可知，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，因而也等于各物质的物质的量之比。

　　［板书］化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的化学粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比。

　　［师］有了上述结论，我们即可根据化学方程式对有关物质的物质的量进行定量计算。

　　［教师］进行物质的量应用于化学方程式的计算时，须按以下步骤进行：

　　［板书］1.写出有关反应方程式

　　2.找出相关物质的计量数之比

　　3.对应计量数，找出相关物质的物质的量

　　4.根据(一)的原理进行计算

　　［师］下面，我们就按上述步骤来计算下题。

　　［投影］例1：完全中和0.10 mol NaOH需H2SO4的物质的量是多少？

　　［讲解并板书］

　　2NaOH ＋ H2ＳO4====Na2ＳO4＋2H2O

　　2 1

　　0.1 mol n(H2ＳO4)

　　＝

　　n(H2ＳO4)＝＝0.05 mol

　　答：完全中和0.10 mol NaOH需H2ＳO4 0.05 mol。

　　［问］请大家口答，上述反应中生成水的物质的量是多少？

　　［生］0.1 mol。

　　［过渡］实际上，我们在运用有关化学方程式的计算解决问题时，除了涉及有关物质的物质的量外，还经常涉及到物质的质量、浓度、体积等物理量。这就需要进行必要的换算。而换算的核心就是——物质的量。请大家回忆前面学过的知识，填出下列各物理量之间的转换关系。

　　［板书］三、物质的量与其他物理量之间的关系

　　［请一位同学上黑板来填写］

　　［学生板书］

　　［师］请大家根据上述关系，口答下列化学方程式的含义。

　　［投影］ H2＋Cl2====2HCl

　　化学计量数比

　　粒子数之比

　　物质的量比

　　物质的质量比

　　气体体积比

　　［学生口答，教师把各物理量的比值写于投影胶片上。它们依次是：1∶1∶2；1∶1∶2；1∶1∶2；2∶71∶73；1∶1∶2］

　　［师］根据化学方程式所反映出的这些关系，可以进行多种计算。但要根据题意，明确已知条件是什么，求解什么，从而合理选择比例量的单位。列比例式时应注意，不同物质使用的单位可以不同，但要相应，同一物质使用的单位必须一致。

　　［过渡］下面，我们就在掌握上述各物理量之间关系的基础上，来系统、全面地学习物质的量应用于化学方程式的计算。

　　［板书］四、物质的量在化学方程式计算中的应用

　　［练习］在上述例题中，计算所需H2ＳO4的质量是多少?

　　［学生活动，教师巡视］

　　［师］以下是该题的一种解法，供大家参考。

　　［投影］2NaOH ＋ H2ＳO4====Na2SO4＋2H2O

　　2 mol 98 g

　　0.1 mol m(H2SO4)

　　m(H2SO4)= =4.9 g

　　答：所需H2ＳO4的质量为4.9 g。

　　［师］下面，请大家根据自己的理解，用自认为简单的方法计算下题，要求用规范的格式、步骤进行解答。

　　［投影］例2：将30 g MnO2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12 molL－1浓盐酸完全反应(杂质不参加反应)。计算：

　　(1)参加反应的浓盐酸的体积。

　　(2)生成的Cl2的体积(标准状况)。

　　［学生计算，教师巡视，并选出有代表性的`解题方法，让学生写于投影胶片上，以备展示］

　　［师］请大家分析比较以下几种解法。

　　［投影展示］解法一：

　　(1)MnO2的摩尔质量为87 gmol－1

　　n(MnO2)＝＝0.26 mol

　　4HCl(浓) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑

　　4 1

　　12 molL－1×V［HCl(aq)］ 0.26 mol

　　V［HCl(aq)］＝＝0.087 L

　　(2)4HCl(浓) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑

　　1 1

　　0.26 mol n(Cl2)

　　n(Cl2)＝＝0.26 mol

　　V(Cl2)＝n(Cl2)Vｍ＝0.26 mol×22.4 Lmol－1＝5.8 L

　　答：参加反应的浓HCl的体积为0.087 L,生成Cl2的体积在标况下为5.8 L。

　　解法二：

　　(1)MnO2的摩尔质量为87 gmol－1

　　n(MnO2)＝＝0.26 mol

　　4HCl(浓) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ Cl2 ＋ H2O↑

　　4 1

　　n(HCl) 0.26 mol

　　n(HCl)＝＝1.04 L

　　V［HCl(ａｑ)］＝＝0.087 L

　　(2)4HCl(浓) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑

　　1 mol 22.4 L

　　0.26 mol V(Cl2)

　　V(Cl2)＝＝5.8 L

　　答：参加反应的浓HCl的体积为0.087 L,生成Cl2的体积在标况下为5.8 L。

　　解法三：

　　4HCl(浓) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑

　　4 mol 87 g 22.4 L

　　12 molL－1×V［HCl(aq)］ 30 g×76.6%V(Cl2)

　　V［HCl(aq)］= =0.087 L

　　V(Cl2)= =5.8 L

　　答：参加反应的浓HCl的体积为0.087 L，生成Cl2的体积在标况下为5.8 L。

　　［问］大家认为以上哪种解法更简单呢？

　　［生］第三种解法更简捷！

　　［师］当然，本题的解答过程上还不止以上三种，其中解法一与课本上的相同，这说明：解答同一个问题可以通过不同的途径。希望大家在以后的学习中能多动脑筋，多想些方法，以促使自己的思维能力能更上一层楼！

　　下面，请大家用本节课学到的知识来计算课本P31五、与P42二、4并与以前的计算方法相比较。

　　［附P31五、P42二、4，也可用投影仪展示］

　　P31五、4.6 g Na与足量的H2O反应，计算生成的气体在标准状况下的体积(标准状况下H2的密度为0.0899 gL－1)。

　　答案：2.24 L

　　P42二、4.106 g Na2CO3和84 g NaHCO3分别与过量的HCl溶液反应，其中

　　A.Na2CO3放出的CO2多 B.NaHCO3放出的CO2多

　　C.Na2CO3消耗的盐酸多 D.NaHCO3消耗的盐酸多

　　答案：C

　　［学生活动，教师巡视］

　　［问］通过做以上两题，大家有什么体会？

　　［生］用物质的量计算比用其他物理量简单！

　　［师］对！这也是我们学习本节课的目的之一，即把物质的量应用于化学方程式的计算，可使计算简单化。也是我们中学化学计算中最常用的一种方法。

　　［本节小结］本节课我们运用化学计算中的一个基本规律：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比对几个问题进行了分析，在学习中除了要用好上述规律外还要注意解题的规范性。

　　［作业］习题：一、3、4 二、3、4 三、2

　　板书设计

　　第三节物质的量在化学方程式计算中的应用(一)

　　一、原理

　　2H2 ＋ O2 2H2O

　　化学计量数ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2

　　扩大NA倍： 2NA ∶ NA ∶ 2NA

　　物质的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol

　　化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的化学粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比。

　　二、步骤

　　1.写出有关化学反应方程式 2NaOH ＋ H2SO4====Na2SO4＋2H2O

　　2.找出相关物质的计量数之比 2 1

　　3.对应计量数，找出相关物质的物质的量 0.1 mol n(H2SO4)

　　4.根据(一)原理进行计算＝

　　n(H2SO4)= =0.05 mol

　　三、物质的量与其他物理量之间的关系

　　四、物质的量在化学方程式计算中的应用

　　教学说明

　　通过初中的学习，学生已知道了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系，并学习了运用化学方程式进行有关质量的计算。本节课主要揭示了化学反应中反应物、生成物之间的粒子数关系，并运用化学方程式中化学计量数之比等于各物质的物质的量之比这一规律，教学中把物质的量，以及物质的量浓度等应用于化学方程式中进行计算，从而使同学们充分意识到运用物质的量进行计算的简捷性和广泛性。

　　参考练习

　　1．同体积同物质的量浓度的稀H2SO4与NaOH溶液混合后，滴入石蕊试剂后溶液是 ( )

　　A．红色 B．紫色 C．蓝色 D．无色

　　答案：A

　　2．在标准状况下，11．2 L CH4在足量O2中燃烧，反应后生成的气态物质所占的体积为 ( )

　　A．11.2 L B．5.6 L C．22.4 L D．16. L

　　答案：A

　　3．物质的量相等的Na、Mg、Al分别跟足量稀H2SO4反应，产生的氢气的物质的量之比为 ( )

　　A．1：l：l B．1：2：3

　　C．I：3：3 D．3：2：1

　　答案：B

　　4．相同质量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应，所生成的氢气在标准状况下的体积比是( )