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第五单元 定量研究化学反应
第三节 化学反应中的有关计算
设计说明 根据化学方程式进行简单的计算是初中化学的一项基本计算技能，是学生定量研究化学反应的开始。教材一开始没有首先呈现根据化学方程式进行计算的一般步骤，而是把重点放在如何引导学生正确、充分理解化学方程式计算的原理上。教材首先创设了“18 kg水分解产生的氢气可供汽车跑多远？”这样一个情景引导学生定量地分析水分解反应中各物质之间的质量关系，然后借助直观的分子模型，呈现出化学方程式与微观粒子的联系，引导学生在微观角度上认识宏观物质的质量关系。学生很自然地认识到参加化学反应的各物质的质量之比等于各物质相对分子质量与各物质在化学方程式中化学计量数的乘积之比，而这正是进行计算的依据。最后通过例题演示和学生练习让学生感知、归纳、整理解题思路和步骤。 教学目标 【知识与技能】 1.进一步认识化学反应中各物质之间的质量关系；初步学会根据化学方程式进行简单的计算。 2.理解有关化学方程式计算的解题步骤和思路，提高学生分析问题、解决问题的能力。 3.初步认识定量研究化学反应对于生产和生活的重要意义。 【过程与方法】 1.通过对计算原理的探究，培养学生从微观粒子的角度去分析化学反应中分子之间的质量关系，使学生理解化学反应中各物质质量关系的实质，培养学生的理性思维。 2.通过讨论及合作交流培养学生形成良好的学习习惯和学习方法。 【情感、态度和价值观】 1.了解未来的理想能源——氢能源的制取方法，培养学生的能源意识，体会化学与社会的关系，激发其学习化学的热情。 2.认识化学方程式不仅反映了物质在化学反应中质的变化，而且能反映出物质在化学反应中量的关系，认识定量研究化学反应对于生产和生活的实际意义。 重点难点 教学重点 理解化学方程式计算的解题步骤和思路。 教学难点 初步认识定量研究化学反应对于社会生产和生活的意义。 教学方法 以学生为主导的原则，把大量的课堂时间交给学生，积极引导学生通过自主思考、讨论获得结论，并充分地利用学生集体学习的优势，关注每个学生的个体差异，达到全面进步的和谐课堂。 教具、学具 多媒体教学、CAI课件 授课时数 2课时 第一课时 根据化学方程式的基本计算 教学过程 导入新课 氢气是未来汽车的理想燃料,而水是氢之源,你能写出水分解生成氢气的化学方程式吗 请你以2H2O2H2↑+ O2↑为例说出化学方程式所表示的意义 1.反应物是水、生成物是氢气和氧气，反应条件是通电。 2.水分子、氢分子、氧分子的个数比为2∶2∶1 3.水、氢气、氧气的质量比为：（218）∶（22）∶32=9∶1∶8 很好，这说明大家已经能够定性地认识这一现象，那大家能不能继续做精确的定量研究呢？ 讲授新课 请同学们阅读图片（来自课本第110页插图）并思考。 讨论如何解决这一问题？解决这一问题需要哪些条件？ 小组讨论、交流之后得出结论： （1）要想知道可供汽车跑多远，就必须知道18 kg水分解能产生多少克氢气。 （2）要想知道18 kg水分解能产生多少克氢气，就需要知道参加反应的水的质量与生成氢气的质量有什么关系。 前面我们已经从宏观和微观两个角度解释水分解反应的化学方程式的含义，也就是说宏观物质发生的反应其实就是微观粒子作用的结果。那么，宏观物质间的质量关系也应最终归结为微观粒子之间的质量关系。 各物质之间按一定的质量比发生化学反应，利用化学方程式中各物质之间的质量关系可以进行物质间质量的计算。这就是根据化学方程式计算的理论依据。 板书并讲解例题：解：设产生的氢气质量为x， 2H2O2H2↑+O2↑ 36 　4 18 kg x 36∶4=18 kg∶x x =2 kg 答：电解18 kg水可生成2 kg氢气。 在清楚解题思路的基础上，自己先探讨解题格式。 [强调格式] 1.设未知量，未知量后不加单位。 2.根据题意写出化学方程式，注意化学方程式的书写要完整、准确。指出若不配平，直接影响计算结果。 3.标出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量（指出已知量和未知量的关系）。 4.列出比例式，求解。 5.简明地写出答案。 由学生和老师共同写出正确解题步骤。让学生先练习再讲解。 [练习]　工业上电解氧化铝制取金属铝，反应的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑，如果加工一个铝锅需要1.08 kg铝，至少需要电解多少千克的氧化铝（Al2O3）才能制成这个铝锅？ 解题过程 解：设需要氧化铝的质量为x。 2Al2O34Al　+　3O2↑ 204 　　108 x 　 1.08 kg 204∶108=x∶1.08 g 解得x=2.04 kg 答：需要氧化铝2.04 kg。 在线测试 （学生解答，老师在ppt上给出答案，学生核对） 1.计算12 g碳在足量的氧气中燃烧生成二氧化碳的质量： （1）已知碳的质量是12 g，需要求______的质量。 （2）根据碳燃烧反应的化学方程式，计算已知量（碳）与未知量（二氧化碳）的质量比是______。 （3）按照解题步骤，计算生成二氧化碳的质量为______。 2.工业上利用锻烧石灰石（CaCO3）的方法生产生石灰（CaO）,同时得到CO2。 （1）写过该过程中发生反应的化学方程式。 （2）计算锻烧1 000 t含杂质20%的石灰石能生产多少生石灰？ 当堂达标 一种新型“人造树叶”可吸收二氧化碳并转化为乙醇（C2H5OH）燃料，化学方程式为2CO2+3H2OC2H5OH+3O2。 研究显示，一升“人造树叶”每天可从空气中吸收 968 g CO2。 （1）一升“人造树叶”工作一天可得到乙醇的质量是多少？ （2）若每天一棵树平均可吸收48.4 g CO2，则一升“人造树叶”吸收的 CO2 相当于 棵树吸收的 CO2。 答案：（1）解：设得到乙醇的质量为x。 2CO2+3H2OC2H5OH+3O2 88　　　　　　46 968 g　　　　　x 88∶46=968 g∶x 解得x=506 g 答：一升“人造树叶”工作一天可得到乙醇的质量为506 g。 （2）968 g÷48.4 g=20 板书设计 第三节　化学反应中的有关计算 第一课时　根据化学方程式的基本计算 1.化学反应中各物质质量比是恒定的 =（各物质相对分子质量×化学计量数）之比。 2.化学方程式计算的步骤: ①设未知量 ②写出反应的化学方程式 ③找出已知量和未知量的质量关系 ④列比例式求解 ⑤写出简明答案 第二课时 应用质量守恒定律进行化学方程式计算 教学过程 导入新课 提出问题： 1.什么是质量守恒定律？ 2.理解质量守恒定律的注意事项？ 讲授新课 例1 实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。 请回答： （1）二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的________________都没有发生变化。 （2）反应生成氧气的质量为________g。 （3）参加反应的过氧化氢的溶质质量分数是多少？ 学生做完老师讲解。 教师点拨：根据图示和质量守恒定律可求得氧气的质量。 解：设参加反应的过氧化氢的质量为x。 2H2O22H2O+O2↑ 68　　　　　 32 x　　　　　　1.6 g x=3.4 g 过氧化氢溶液的溶质质量分数=×100%＝5%。 练习1 某课外小组为了测定石灰石中碳酸钙的含量，把10 g石灰石固体样品进行高温煅烧，完全反应后，冷却、称量，残余固体质量为7.8 g（假设杂质不参与反应），计算石灰石样品中碳酸钙的质量分数。 解：二氧化碳的质量为10 g-7.8 g=2.2 g 设参加反应的碳酸钙的质量为x。 CaCO3CaO+CO2↑ 100　　　　　　44 x 　　　　　2.2 g 100∶44＝x∶2.2 g x=5 g ×100%＝50% 答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为50%。 例2　某校兴趣小组在实验室做制取氧气的实验，他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物6.0 g放入大试管中进行加热，并在不同时刻测得试管内剩余固体的质量如下表： 反应时间/min1.01.52.02.53.03.5剩余固体质量/g5.14.54.24.084.084.08
（1）生成氧气的质量为　　　　g。 （2）原混合物中二氧化锰的质量是多少？（写出计算过程） 提示： 写出反应的化学方程式。 2.反应进行到什么时间氯酸钾完全分解？ 3.剩余固体中有哪些物质？ 解：氧气的质量为6.0 g-4.08 g=1.92 g 设参加反应的氯酸钾的质量为x。 2KClO32KCl+3O2↑ 245　　　　　 96 x　　　　　1.92 g 245∶96=x∶1.92 g x=4.9 g 原混合物中二氧化锰的质量：6.0 g-4.9 g=1.1 g 答：可制得氧气的质量为1.92 g，原混合物中二氧化锰的质量是1.1 g。. 练习2　某小组利用160 g高锰酸钾制取氧气，一段时间后发现试管中剩余固体共150.4 g，问生成氧气质量是多少？参加反应的高锰酸钾质量是多少？ 解：氧气的质量为160 g-150.4 g=9.6 g 设参加反应的高锰酸钾质量为x。 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 316　　　　　　　　　　　32 x　　　　　　　　　　　　9.6 g x=94.8 g 答：生成氧气9.6 g，参加反应的高锰酸钾的质量为94.8 g。 例3　14 g红磷在16 g氧气中充分燃烧，生成五氧化二磷的质量是多少？ 解：设可生成五氧化二磷的质量为x。 4P　+　5O2　　2P2O5 4×31　5×32　　　2×142 14 g　16 g　　　　x 教师点拨：根据参加反应的磷和氧气的质量比为31∶40，可以判断出氧气完全反应，应利用氧气的质量计算五氧化二磷的质量。 练习3　有氢气与氧气的混合气体共20 g，在密闭的容器中点燃，生成水18 g，问参加反应的氢气与氧气的质量比是多少？原混合气体中氧气的质量可能是多少？ 解：2H2　+　O2　　2H2O 4　 32　　　　　36 x　　　y　　　　　18 g （1）如果氢气完全参加反应，设氢气质量为x。 4∶36=x∶18 g　x=2 g 氧气质量为20 g-2 g=18 g。 （2）如果氧气完全参加反应，设氧气质量为y。 32∶36=y∶18 g　y=16 g 答：原混合气体中氧气的质量可能是18 g或16 g。. 当堂达标 1.把4.5 g含杂质（杂质不与盐酸反应）的锌粒和足量的稀盐酸反应，待反应停止后，烧杯中物质的质量减少了0.1 g。求： （Zn+2HCl===ZnCl2 + H2↑） ①参加反应的锌的质量。 ②这种锌粒中含锌的质量分数。 答案：解：设参加反应的锌的质量为x。 Zn+2HClZnCl2+H2↑ 65　　　　　　　　2 x　　　　　　　　0.1 g 65∶2=x∶0.1 g　x=3.25 g ×100%≈72.2% 答：①参加反应的锌的质量为3.25 g。 ②这种锌粒中含锌的质量分数为72.2%。 2.现有家庭食用碱样品12 g（主要成分为Na2CO3，其他成分不与酸反应），向其中加入某未知浓度的盐酸，生成气体的质量与加入盐酸的质量关系如下图。请计算：食用碱中碳酸钠的纯度是多少？ 答案：解：设食用碱中碳酸钠的质量为x。 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ 106　　　　　　　　　　　　44 x　　　　　　　　　　　　　4.4 g 106∶44＝x∶4.4 g　　x=10.6 g ×100%≈88.3% 答：食用碱中碳酸钠的纯度是88.3%。 板书设计 第三节　化学反应中的有关计算 第二课时　应用质量守恒定律　进行化学方程式计算 根据化学方程式计算的类型 1.图像型 2.表格型 3.过量物质分析 教学反思

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