书城教材教辅新课程师资培训教程-高一化学优秀课例
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第17章 物质的量应用于化学方程式的计算(1)

【教学目标】

一、知识目标

1.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程式的计算。

2.加深对概念的理解和化学反应规律的认识。

二、能力目标

培养学生综合运用知识的能力和综合计算能力。

三、情感目标

通过化学方程式的计算,培养学生理论联系实际、严谨求实的科学作风。

【教学建议】

一、教材分析

有关化学方程式的计算是从量的方面研究化学反应规律的。初中化学主要是运用化学方程式进行有关质量的计算,而这一节将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程式的计算。这部分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。

这一节的内容实际上是前面所学知识和技能的综合运用,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,也是它的难点。为了降低难度,逐步培养学生综合运用知识和技能的能力,本节所安排的三个例题,都分成两问,适当分解综合性;而且三个例题在概念上的综合性是逐步增加的。

【例题一】

是学生初次接触这类计算,安排了一个直接将物质的量应用于化学方程式的计算,以利于入门。后面两道例题则分别综合了物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积、摩尔质量以及质量分数等概念。

教材首先简单说明在化学方程式中,化学计量数与各反应物、生成物的物质的量之间的关系,接着以3个例题,将这种关系及物质的量与物质的量浓度、气体摩尔体积、摩尔质量之间的换算综合应用于化学方程式的计算中。

二、教学建议

1.首先建议复习有关概念,强化以物质的量为核心的知识网络。

2.利用已有知识,推导出物质的量应用于化学方程式计算的根据,自然得出结论:计量系数之比等于各物质的物质的量之比。

3.利用好教材中的例题,培养学生运用知识的能力和综合计算的能力。特别是解题步骤要明确,养成良好的学习习惯和思维方法。

4.应该注意安排一定的练习题,培养计算技能,但是不宜过难。

【教学设计示例】

(第三节)物质的量应用于化学方程式的计算(第一课时)

一、知识目标

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程式的计算。

二、能力目标

培养学生综合运用知识的能力和综合计算能力。

三、情感目标

通过化学方程式的计算,培养学生理论联系实际、严谨求实的科学作风。

四、教学重点、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。

五、教学过程

引入:在初中化学计算以质量为核心,到了高中是以物质的量为核心。

复习:前面学习的物质的量、物质的质量、微粒个数、气体体积、物质的量浓度等之间的关系。

小结:知识网络图

提出:如何把物质的量应用于化学方程式的计算中呢?化学方程式可以明确地表示出反应中微粒之间的数目关系,这些粒子之间的数目关系,也就是化学计量数(γ)的关系。

师生共同推导:此处可以播放动画“物质的量应用于化学方程式的计算”:2H2+O2点燃2H2O

化学计量数γ之比2:1:2

微粒个数之比2:1:2

扩大6.02×1023倍2×6.02×1023:1×6.02×1023:2×6.02×1023

物质的量之比2mol:1mol:2mol结论: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。

对于气体物质参与的反应:

2H2+O2点燃2HCl

化学计量数γ之比2:1:2

微粒个数之比2:1:2

扩大6.02×1023倍1×6.02×1023:1×6.02×1023:2×6.02×1023

物质的量之比1mol:1mol:2mol相同条件下气体体积比

1体积:1体积:2体积

结论:对于气体物质,因为相同条件下分子数相等,物质的量相等、物质的体积也相等,所以化学反应中物质的系数之比等于相同条件下气体的体积比,即1LH2和1LCl2完全反应生成2LHCl气体。

(第三节)物质的量应用于化学方程式的计算(第二课时)

一、知识目标

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程式的计算。

二、能力目标

培养学生综合运用知识的能力和综合计算能力。

三、情感目标

通过化学方程式的计算,培养学生理论联系实际、严谨求实的科学作风。

四、教学重点、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。

五、教学过程

引入:上一节学习了物质质量、物质的量通过化学方程式进行计算,今天继续学习气体摩尔体积、物质的量浓度等概念应用于化学方程式进行计算。

投影:例题一:将30g二氧化锰的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12mol/L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)生成的氯气的体积(标准状况)。

复习:在标准状况下物质的量与气体体积的关系;溶质的物质的量与溶液中溶质的物质的量浓度及其体积的关系。

学生讨论:解题思路

教师给出完整的解题步骤。

投影:例题二:400mL某浓度的氢氧化钠溶液恰好与5.8L氯气(标准状况)完全反应,计算(1)生成的NaClO的物质的量;(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度。

学生板演:

教师评价:

小结:计算的基本步骤

(1)根据题意写出配平的化学方程式。

(2)求出已知物和未知物的摩尔质量(有时可用物质的量等分别写在化学方程式中有关的化学式下面,如果化学方程式中有关的化学式前面有化学计量数,必须用这个化学计量数去乘有关的摩尔质量)。把已知和要求的量(用x代表)分别写在化学方程式中有关化学式的下面。

(3)将有关的四个量列出比例式,求出未知数x。

(4)简明地写出答案。

2.弄清应注意的问题

(1)化学方程式所表示的是纯净物质之间的量的关系。

(2)单位问题:上下一致,左右相当。

(3)如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。

【典型例题】

例1在一定条件下,8.8gCO2与足量的Na2O2固体完全反应后,产生的气体全部收集起来只有1.68L(标准状况),则此气体在标准状况下的密度为()

A.1.43g·L-1 B.1.90g·L-1

C.2.14g·L-1D.2.38g·L-1

解析:n(CO2)=8.80g44g·mol-1=0.200mol,根据反应的化学方程式:2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,CO2全部转化为O2时,n(O2)=0.100mol,其质量为n(O2)=0.100mol×32g·mol-1=3.20g,此气体即使部分转化为其他氧单质(如O3),其气体质量也不变,故ρ=mV=3.20g1.68L=1.90g·L-1,选(B)。

点评:本题审题时要细心,特别注意“在一定条件下”几个字,否则易将此气体当作纯氧气,得出ρ(O2)=M(O2)Vm=32g·mol-122 4L·mol-1=1.43g·L-1,而错选(A)。

例2将一块铁片放入500mL,1mol·L-1的CuSO4溶液中,反应一段时间后,取出铁片,小心洗净后干燥称量,铁片增重0.8g,反应后溶液中CuSO4的物质的量浓度是()

A.0.9mol·L-1B.0.85mol·L-1

C.0.8mol·L-1D.0.75mol·L-1

命题意图:考查挖掘关系量及缜密思维能力。

解题思路:用方程式挖掘新的关系量,先求反应的CuSO4

CuSO4+Fe=FeSO4+CuΔm1mol56g64g8g

x0.8g

剩余n(Cuso4)=0.5×1-0.1=0.4(mol)

∴cCuso4=0.40.5=0.8(mol.L-1)选C。

例3在托盘天平的两盘,放上质量相等的A、B两烧杯,调至平衡,然后分别倒入质量相等的足量盐酸,继而在AB两烧杯中放入下述各组物质,结果天平仍保持平衡的是

A.0.5mol Na和0.5mol MgB.0.1mol Zn和0.1mol AlC.8.4gMgCO3和8.4gNaHCO3

D.10gCaCO3和10gNa2CO3

命题思路:考查对溶液增重和天平平衡原理的掌握。

解题思路:以溶液增重计算为切入点,估算是十分重要的。

A.0.5mol Na(11.5g)可制取H20.25mol(0.5g),溶液增重11.5-0.5=11(g)

0.5mol Mg(12g)可制取H2 0.5mol(1g),溶液增重12-1=11(g),所以A可以保持平衡B.0.1mol Zn(6.5g)、0.1mol Al(2.7g)分别制得H2为0.1g,0.3g,溶液增重不同,故天平不平衡C.MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑Δm(溶液质量增加)

84g44g40g

8.4g4g

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑Δm(溶液质量增加)

84g44g40g

8.4g4g

C可以保持平衡

以此推理D不能平衡,选A、C

例4KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯,其变化可表述为:KClO3+□HCl(浓)→□KCl+□ClO2↑+□Cl2↑+□□(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内)

(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是(填写编号、多选倒扣)

①只有还原性②还原性和酸性

③只有氧化性④氧化性和酸性