高中化學(xué)物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用教案
從容說課
在初中，學(xué)生已經(jīng)知道了化學(xué)中反映物和生物之間的質(zhì)量關(guān)系，并學(xué)習(xí)了運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)質(zhì)量的計(jì)算。本節(jié)是在初中知識的基礎(chǔ)上進(jìn)一步揭示化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物之間的粒子數(shù)關(guān)系，并學(xué)習(xí)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積等應(yīng)用于化學(xué)方式的計(jì)算。將這部分內(nèi)容安排在這一節(jié)，主要是為了分散前一章的難點(diǎn)，同時，在打好有關(guān)知識基礎(chǔ)的前提下在來學(xué)習(xí)本內(nèi)容，有利于學(xué)生對有關(guān)知識和技能的理解、掌握和記憶。
本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)中和滴定等知識的重要基礎(chǔ)，在理論聯(lián)系實(shí)際方面具有重要作用。同時，對于學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)規(guī)律、形成正確的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的觀點(diǎn)也具有重要意義。因此，這一節(jié)的內(nèi)容在全書中有其特殊的地位和作用。應(yīng)讓學(xué)生在學(xué)好本節(jié)知識的基礎(chǔ)上，在以后的學(xué)習(xí)過程中不斷地應(yīng)用，鞏固。
本節(jié)內(nèi)容實(shí)際上是前面所學(xué)知識和技能和綜合運(yùn)用，涉及中學(xué)化學(xué)反應(yīng)中許多有關(guān)的物理量及各物理量間的換算，綜合性很強(qiáng)，這是這一節(jié)的特點(diǎn)，也是它的重、難點(diǎn)。在教學(xué)中，采用啟發(fā)、引導(dǎo)、邊講邊練的方法，在例題中，適當(dāng)分解綜合性，逐步提問，使綜合性逐步增加，以題逐步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識和技能的能力。為掌握好本節(jié)中的相關(guān)知識，可適當(dāng)補(bǔ)充一些不同類型的題作課堂練習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，并注意引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律、理清思路。
教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)生掌握物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算方法和格式。
2.使學(xué)生加深對物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積等概念的理解，及對化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識。
3.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和綜合計(jì)算的能力。
教學(xué)重點(diǎn)
物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算。
教學(xué)難點(diǎn)
物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算。
教學(xué)方法
啟發(fā)、引導(dǎo)、講解、練習(xí)
課時安排
二課時
教學(xué)用具
投影儀
教學(xué)過程
第一課時
�。垡胄抡n］有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，我們在初中就已經(jīng)很熟悉了，知道化學(xué)反應(yīng)中各反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量之間符合一定的關(guān)系。通過前一章的學(xué)習(xí)，我們又知道構(gòu)成物質(zhì)的粒子數(shù)與物質(zhì)的質(zhì)量之間可用物質(zhì)的量做橋梁聯(lián)系起來。既然化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量之間符合一定的關(guān)系，那么，化學(xué)反應(yīng)中構(gòu)成各物質(zhì)的粒子數(shù)之間、物質(zhì)的量之間是否也遵循一定的關(guān)系呢?能不能把物質(zhì)的量也應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算呢?這就是本節(jié)課我們所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
�。郯鍟莸谌�(jié) 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用(一)
一、原理
�。壑v解］我們知道，物質(zhì)是由原子、分子或離子等粒子組成的，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�；瘜W(xué)方程式可以明確地表示出化學(xué)反應(yīng)中這些粒子數(shù)之間的數(shù)目關(guān)系。這些粒子之間的`數(shù)目關(guān)系，又叫做化學(xué)計(jì)量數(shù)ν的關(guān)系。
［講解并板書］
2H2 ＋ O2 2H2O
化學(xué)計(jì)量數(shù)ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2
擴(kuò)大NA倍： 2NA ∶ NA ∶ 2NA
物質(zhì)的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol
�。蹘煟萦梢陨戏治隹芍�，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，等于組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比，因而也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。
�。郯鍟莼瘜W(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，等于組成各物質(zhì)的化學(xué)粒子數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。
�。蹘煟萦辛松鲜鼋Y(jié)論，我們即可根據(jù)化學(xué)方程式對有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量進(jìn)行定量計(jì)算。
［教師］進(jìn)行物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算時，須按以下步驟進(jìn)行：
�。郯鍟�1.寫出有關(guān)反應(yīng)方程式
2.找出相關(guān)物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比
3.對應(yīng)計(jì)量數(shù)，找出相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量
4.根據(jù)(一)的原理進(jìn)行計(jì)算
�。蹘煟菹旅妫覀兙桶瓷鲜霾襟E來計(jì)算下題。
�。弁队埃堇�1：完全中和0.10 mol NaOH需H2SO4的物質(zhì)的量是多少？
［講解并板書］
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。
�。蹎枺菡埓蠹铱诖穑鲜龇磻�(yīng)中生成水的物質(zhì)的量是多少？
�。凵�0.1 mol。
［過渡］實(shí)際上，我們在運(yùn)用有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算解決問題時，除了涉及有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量外，還經(jīng)常涉及到物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、體積等物理量。這就需要進(jìn)行必要的換算。而換算的核心就是——物質(zhì)的量。請大家回憶前面學(xué)過的知識，填出下列各物理量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
�。郯鍟萑⑽镔|(zhì)的量與其他物理量之間的關(guān)系
�。壅堃晃煌瑢W(xué)上黑板來填寫］
［學(xué)生板書］
�。蹘煟菡埓蠹腋鶕�(jù)上述關(guān)系，口答下列化學(xué)方程式的含義。
［投影］ H2＋Cl2====2HCl
化學(xué)計(jì)量數(shù)比
粒子數(shù)之比
物質(zhì)的量比
物質(zhì)的質(zhì)量比
氣體體積比
［學(xué)生口答，教師把各物理量的比值寫于投影膠片上。它們依次是：1∶1∶2；1∶1∶2；1∶1∶2；2∶71∶73；1∶1∶2］
�。蹘煟莞鶕�(jù)化學(xué)方程式所反映出的這些關(guān)系，可以進(jìn)行多種計(jì)算。但要根據(jù)題意，明確已知條件是什么，求解什么，從而合理選擇比例量的單位。列比例式時應(yīng)注意，不同物質(zhì)使用的單位可以不同，但要相應(yīng)，同一物質(zhì)使用的單位必須一致。
�。圻^渡］下面，我們就在掌握上述各物理量之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，來系統(tǒng)、全面地學(xué)習(xí)物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算。
�。郯鍟菟�、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
［練習(xí)］在上述例題中，計(jì)算所需H2ＳO4的質(zhì)量是多少?
�。蹖W(xué)生活動，教師巡視］
�。蹘煟菀韵率窃擃}的一種解法，供大家參考。
�。弁队埃�2NaOH ＋ H2ＳO4====Na2SO4＋2H2O
2 mol 98 g
0.1 mol m(H2SO4)
m(H2SO4)= =4.9 g
答：所需H2ＳO4的質(zhì)量為4.9 g。
�。蹘煟菹旅�，請大家根據(jù)自己的理解，用自認(rèn)為簡單的方法計(jì)算下題，要求用規(guī)范的格式、步驟進(jìn)行解答。
�。弁队埃堇�2：將30 g MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.6%的軟錳礦石與足量12 molL－1濃鹽酸完全反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))。計(jì)算：
(1)參加反應(yīng)的濃鹽酸的體積。
(2)生成的Cl2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
�。蹖W(xué)生計(jì)算，教師巡視，并選出有代表性的解題方法，讓學(xué)生寫于投影膠片上，以備展示］
�。蹘煟菡埓蠹曳治霰容^以下幾種解法。
［投影展示］解法一：
(1)MnO2的摩爾質(zhì)量為87 gmol－1
n(MnO2)＝ ＝0.26 mol
4HCl(濃) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑
4 1
12 molL－1×V［HCl(aq)］ 0.26 mol
V［HCl(aq)］＝ ＝0.087 L
(2)4HCl(濃) ＋ 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：參加反應(yīng)的濃HCl的體積為0.087 L,生成Cl2的體積在標(biāo)況下為5.8 L。
解法二：
(1)MnO2的摩爾質(zhì)量為87 gmol－1
n(MnO2)＝ ＝0.26 mol
4HCl(濃) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ Cl2 ＋ H2O↑
4 1
n(HCl) 0.26 mol
n(HCl)＝ ＝1.04 L
V［HCl(ａｑ)］＝ ＝0.087 L
(2)4HCl(濃) ＋ MnO2 MnCl2 ＋ 2H2O ＋ Cl2↑
1 mol 22.4 L
0.26 mol V(Cl2)
V(Cl2)＝ ＝5.8 L
答：參加反應(yīng)的濃HCl的體積為0.087 L,生成Cl2的體積在標(biāo)況下為5.8 L。
解法三：
4HCl(濃) ＋ 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：參加反應(yīng)的濃HCl的體積為0.087 L，生成Cl2的體積在標(biāo)況下為5.8 L。
�。蹎枺荽蠹艺J(rèn)為以上哪種解法更簡單呢？
�。凵莸谌N解法更簡捷！
［師］當(dāng)然，本題的解答過程上還不止以上三種，其中解法一與課本上的相同，這說明：解答同一個問題可以通過不同的途徑。希望大家在以后的學(xué)習(xí)中能多動腦筋，多想些方法，以促使自己的思維能力能更上一層樓！
下面，請大家用本節(jié)課學(xué)到的知識來計(jì)算課本P31五、與P42二、4并與以前的計(jì)算方法相比較。
［附P31五、P42二、4，也可用投影儀展示］
P31五、4.6 g Na與足量的H2O反應(yīng)，計(jì)算生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的密度為0.0899 gL－1)。
答案：2.24 L
P42二、4.106 g Na2CO3和84 g NaHCO3分別與過量的HCl溶液反應(yīng)，其中
A.Na2CO3放出的CO2多 B.NaHCO3放出的CO2多
C.Na2CO3消耗的鹽酸多 D.NaHCO3消耗的鹽酸多
答案：C
�。蹖W(xué)生活動，教師巡視］
�。蹎枺萃ㄟ^做以上兩題，大家有什么體會？
�。凵萦梦镔|(zhì)的量計(jì)算比用其他物理量簡單！
［師］對！這也是我們學(xué)習(xí)本節(jié)課的目的之一，即把物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算，可使計(jì)算簡單化。也是我們中學(xué)化學(xué)計(jì)算中最常用的一種方法。
［本節(jié)小結(jié)］本節(jié)課我們運(yùn)用化學(xué)計(jì)算中的一個基本規(guī)律：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比對幾個問題進(jìn)行了分析，在學(xué)習(xí)中除了要用好上述規(guī)律外還要注意解題的規(guī)范性。
�。圩鳂I(yè)］習(xí)題：一、3、4 二、3、4 三、2
板書設(shè)計(jì)
第三節(jié) 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用(一)
一、原理
2H2 ＋ O2 2H2O
化學(xué)計(jì)量數(shù)ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2
擴(kuò)大NA倍： 2NA ∶ NA ∶ 2NA
物質(zhì)的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol
化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，等于組成各物質(zhì)的化學(xué)粒子數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。
二、步驟
1.寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 2NaOH ＋ H2SO4====Na2SO4＋2H2O
2.找出相關(guān)物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比 2 1
3.對應(yīng)計(jì)量數(shù)，找出相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量 0.1 mol n(H2SO4)
4.根據(jù)(一)原理進(jìn)行計(jì)算 ＝
n(H2SO4)= =0.05 mol
三、物質(zhì)的量與其他物理量之間的關(guān)系
四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
教學(xué)說明
通過初中的學(xué)習(xí)，學(xué)生已知道了化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，并學(xué)習(xí)了運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)質(zhì)量的計(jì)算。本節(jié)課主要揭示了化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物之間的粒子數(shù)關(guān)系，并運(yùn)用化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比這一規(guī)律，教學(xué)中把物質(zhì)的量，以及物質(zhì)的量濃度等應(yīng)用于化學(xué)方程式中進(jìn)行計(jì)算，從而使同學(xué)們充分意識到運(yùn)用物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算的簡捷性和廣泛性。
參考練習(xí)
1．同體積同物質(zhì)的量濃度的稀H2SO4與NaOH溶液混合后，滴入石蕊試劑后溶液是 ( )
A．紅色 B．紫色 C．藍(lán)色 D．無色
答案：A
2．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11．2 L CH4在足量O2中燃燒，反應(yīng)后生成的氣態(tài)物質(zhì)所占的體積為 ( )
A．11.2 L B．5.6 L C．22.4 L D．16. L
答案：A
3．物質(zhì)的量相等的Na、Mg、Al分別跟足量稀H2SO4反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量之比為 ( )
A．1：l：l B．1：2：3
C．I：3：3 D．3：2：1
答案：B
4．相同質(zhì)量的Mg和Al分別與足量的鹽酸反應(yīng)，所生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積比是( )
A．2：3 B．1：1 C．3：4 D．24：27
答案：C
5．O.2 mol NaCl和O.1 mol Na2SO4混合，配成1 L溶液，所得溶液中Na+的物質(zhì)的量濃度是( )
A．O.2 molL-1 B．0.3 molL-1
C．O.4 molL-1 D．O.5 molL-1
答案C
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