还剩25页未读,
继续阅读
所属成套资源:人教版九年级化学上册(全)精品教案
成套系列资料,整套一键下载
人教版九年级化学上册第五单元《化学方程式》教案
展开
这是一份人教版九年级化学上册第五单元《化学方程式》教案,共28页。
第五单元化学方程式
单元内容概述
从本单元起,学生对化学的学习将由生成何种物质向生成多少物质(即量的)方面展开。本单元有3个课题。课题1通过一系列探究活动,引导学生从量的方面去研究并得出化学反应的客观规律,为化学方程式的教学作好理论准备,这是学好本单元的基础。课题2讲了书写化学方程式的原则、方法和步骤,说明化学方程式所表示的意义,这是本单元的中心。课题3从量的方面研究物质化学变化的过程,是化学方程式的具体应用。
单元教学目标
1.通过实验探究认识质量守恒定律,能说明常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
3.通过具体化学反应分析,理解化学方程式的含义。
4.了解书写化学方程式要遵守的原则。
5.能正确书写简单的化学方程式。
6.在正确书写化学反应方程式的基础上,进行简单的计算。
7.认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。
课题1 质量守恒定律
本课题包括质量守恒定律与化学方程式两部分内容。第一部分在质量守恒定律部分内容中,教材不是从定义出发,把质量守恒定律强加给学生,而是首先提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系的问题,让学生思考,然后通过作出假设、实验探究、交流讨论、得出结论等科学探究方法,通过活动与探究得出"参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和"这一结论;然后再通过活动与探究分析质量守恒的原因,从而知道在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有变化。第二部分介绍化学方程式。教材通过木炭在氧气中燃烧这个实例,简单明了地叙述了化学方程式的意义,使同学们知道化学方程式能提供很多有关反应的信息。能将反应物、生成物及各种粒子的相对数量关系清楚地表示出来,是学习化学的又一基本功。
第1课时 质量守恒定律
【教学目标】
1.知识目标
(1)通过实验探究理解质量守恒定律,了解常见化学反应中的质量关系。
(2)从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
2.能力目标
通过学生探究性实验,充分调动学生的积极性,使学生初步学会运用观察、实验方法获取信息,初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法加工信息。
3.素养目标
(1) 通过实验探究,使学生体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
(2)培养学生严谨求实的科学态度。
(3)通过对化学反应的定量研究、推理,帮助学生认识永恒运动和变化着的物质,既不能凭空产生也不能凭空消失的道理,进行辩证唯物主义观点的教育和自然科学方法的教育。
【教学重点】
质量守恒定律的含义及应用。
【教学难点】
1.提高学生的实验设计能力和质疑精神,培养创新精神。
2.从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
【教学准备】
1.教师用具:投影仪、托盘天平(带砝码)、蜡烛、试剂瓶、火柴、塞子。
2.学生用具:(1)托盘天平、烧杯、锥形瓶(塞子)、玻璃棒、气球、玻璃片、石棉网、坩埚钳、火柴; (2)红磷(火柴头大小)、硫酸铜溶液、铁钉、碳酸钠粉末、稀盐酸、镁带、细沙、砂纸。
一、导入新课
从前面的学习中我们知道,在一定的条件下,反应物之间发生化学反应可以生成新物质。如磷燃烧生成五氧化二磷,表示为:P+O2 P2O5;铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,表示为:Fe+CuSO4→Cu+FeSO4。这些物质在质上发生了变化,那么这些物质在量上是否发生变化呢?请同学们猜想一下:物质在反应前的质量跟生成物的质量间可能存在哪几种关系?这就是我们这节课研究的内容。
二、推进新课
1.质量守恒定律的探究
[猜想]学生甲:生成物的质量总和会大于反应物的质量总和。
学生乙:生成物的质量总和会小于反应物的质量总和。
学生丙:生成物的质量总和会等于反应物的质量总和。
[过渡]同学们提出了三种猜想,我们来进行下面的活动与探究,通过实验去验证一下反应物的质量和生成物的质量的关系。
[活动与探究]实验分两大组进行,一组进行实验一,一组进行实验二。
(1)红磷燃烧前后质量总和如何变化?
(2)铁与硫酸铜反应,生成物的质量总和与反应物的质量总和之间的关系。
[注意事项](1)称量时天平应注意调平。
(2)红磷燃烧时,锥形瓶底部应预先装一部分沙子。
(3)红磷燃烧这个实验中,玻璃棒烧红后往锥形瓶中塞时动作要快,塞子要塞紧,不能漏气。
(4)在铁与硫酸铜反应这个实验中,铁钉在放入硫酸铜溶液之前,要用砂纸打磨干净。
[学生实验]教师巡视,及时发现学生操作中的一些错误并进行纠正。
[交流讨论]由学生陈述实验结果,不同意见进行补充。
[实验一]在红磷燃烧这个实验中看到红磷燃烧产生大量白烟,生成一种白色固体,气球先膨胀后缩小,反应前后物质的质量总和没有发生改变。
[不同意见]我们组的实验结果生成物的质量总和略大于反应物的质量总和,可能是由于锥形瓶没有塞紧漏气所致。
[实验二]在铁钉与硫酸铜溶液反应这个实验中,用砂纸把铁钉打磨干净放入硫酸铜溶液中,一会儿看到铁钉表面有一层红色的铜析出;同时溶液的颜色也略有改变,由蓝色溶液变为浅绿色溶液;用天平称量,发现反应前后物质的质量总和没有发生改变。
[总结]通过这两个实验我们看到,发生化学反应时反应物的质量总和与生成物的质量总和存在相等的关系。其实不仅仅这两个实验如此,无数的实验证明,反应前后反应物和生成物的质量总和相等,这个规律叫做质量守恒定律。
[设问]有了前面的实验作基础,我们该如何去描述质量守恒定律的内容呢?
[结论]参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,这个规律就叫做质量守恒定律。
[练习]现有一反应A+B→C,有10 g A和5 g B反应,反应结束后还剩余3 g A,B无剩余,则生成C的质量为多少克?
[答案]生成C的质量为12 g,因为A还剩余3 g,可见参加反应的A的质量为7 g,B无剩余,可见5 g B全部参加反应,根据质量守恒定律,生成C的质量为7+5=12 g。
[小结]理解和应用质量守恒定律应注意的事项:
(1)运用范围:解释化学变化而不是物理变化。
(2)强调“质量”守恒,不包括其他方面的守恒,如气体体积。
(3)强调“参加反应的”各物质的质量总和,是指真正参加反应的那一部分质量,反应物中可能有一部分没有参与反应(有剩余)。
[设问]到底是不是所有的化学反应都遵守质量守恒定律呢?我们再来进行下面的活动与探究,验证一下质量守恒定律是否正确。
[活动与探究](仍分两大组进行实验)
教材P94实验5-1:碳酸钠粉末和盐酸反应前后质量的变化。
教材P94实验5-2:镁带在空气中燃烧,其反应前后质量的测定。
[学生实验]教师巡视,指导学生实验操作。交流讨论实验现象和结论。
[实验5-1]现象:产生大量气体,天平失衡。
结论:反应后质量减少。
[实验5-2]现象:镁带燃烧,发出耀眼白光,石棉网上有白色粉末,并升起少量白烟。
结论:实验前后质量不相等。
[提问]讨论一下这是为什么呢?为什么会出现生成物的质量大于或小于反应物的质量这些情况?
[回答](1)碳酸钠粉末和盐酸反应有二氧化碳气体生成,而二氧化碳是该反应的一种生成物。反应后逸散到空气中,故反应后质量减轻。
(2)在镁带燃烧这个实验中,因为反应物有空气中的氧气参加,而我们反应前所称量的仅仅是镁带的质量,且反应后少量白烟逸散,只称取部分生成物的质量,故实验前后称量的质量不相等。
[提问]这两个反应到底遵不遵守质量守恒定律呢?
[回答]遵守。只要改进实验装置,就会出现正确的结果。
[追问]如何改进实验装置呢?
[思考]在白磷燃烧那个实验中,若玻璃管上端没有系小气球,将会出现什么结果?
[回答]如果玻璃管上端没有系小气球,则会出现生成物的质量总和小于反应物的质量总和,因为有一部分白烟会从玻璃管口进入空气中,从而引起生成物质量的减小。
2.质量守恒定律的实质
[思考]了解了质量守恒定律的内容和它的发现,我们再从微观方面来研究一下为什么在化学反应中参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和?
[课件演示]展示白磷燃烧和铁与硫酸铜反应的微观过程动画,从分子、原子角度进行分析。
[思考]根据所展示的动画,从分子和原子的角度思考为什么化学反应都遵守质量守恒定律?
[交流讨论]从刚才投影所展示的白磷燃烧实验以及铁与硫酸铜溶液反应的实验的微观过程可知:在化学反应前后原子的种类没有变化,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以说所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
[小结](1)微观解释:化学反应的过程,事实上是旧的分子破裂,原子和原子重新组合成新分子的过程。在这个过程中,原子的种类没有变化,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以反应物的质量总和会等于生成物的质量总和。
(2)质量守恒定律可理解为“六个不变”,“两个一定改变”,“两个可能改变”。
三、典例剖析
例 在一定条件下,在一个密闭容器内发生某反应,测得反应过程中各物质的质量如下表所示,下列说法错误的是( )
A.该反应是化合反应,d可能是催化剂
B.a、b两种物质中元素种类一定与c物质中元素种类相同
C.b物质可能是单质
D.反应后a物质的质量为3g
【解析】反应后质量减少的是反应物,质量增加的是生成物。c反应后增加11g,是生成物,d的质量不变,可能是催化剂,也可能是未反应的杂质,b反应后减少了8g,是反应物,由质量守恒定律可推知反应物的质量少3g,所以反应后a的质量=10g-3g=7g。该反应是a+b→c,是化合反应,a、b有可以是单质,也有可能是化合物,c一定为化合物。
【答案】D
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问]通过本节课的学习,你有什么体会呢?请你谈一谈。
[小结]本节课我们学习了质量守恒定律,知道了在一切化学反应中,反应物的质量总和等于生成物的质量总和;而且从微观角度理解了为什么所有的反应都遵守质量守恒定律。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律
第1课时 质量守恒定律
质量守恒定律
(1)内容:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
(2)微观解释:在化学反应中,反应前后存在3个不变,即:
①原子的种类没有改变;②原子的数目没有增减;③原子的质量没有改变。
本课题内容存在一定的难度,而实验的顺利进行又是学好本课题的关键,所以在教学过程中力争从以下几方面突破难点:(1)给学生提供更多的实验探究的机会。力争使每一位同学都能边操作、边观察、边思索,使其得到更多的锻炼机会。(2)培养学生实验探究、交流讨论、得出结论等综合素质。各实验小组所测定的化学反应各不相同,但通过比较、判断,不断地揭示矛盾和解决矛盾,会激起学生更强烈的求知欲。(3)应注意引导学生思考,探究活动中几个表面上似乎不符合质量守恒定律的实验是因什么导致其如此,可采取什么措施使其符合质量守恒定律,通过举一反三,使学生知其然并知其所以然,使学生的认识更加深刻。
第2课时 化学方程式
【教学目标】
1.知识目标
(1)了解化学方程式的含义及其表示的意义。
(2)会从质、量、数等方面读化学方程式,并能利用化学方程式求出化学反应中各物质的质量比。
2.能力目标
通过讨论交流,使学生能表达自己的观点,逐步养成良好的学习习惯和学习方法。
3.素养目标
通过教学正确书写化学方程式,培养学生严谨求实的科学态度。
【教学重点】
什么叫做化学方程式
【教学难点】
化学方程式的意义
【教学准备】
课件及相关图片
一、导入新课
[思考]化学上有没有一种式子,既能表示反应物、生成物和反应条件,又能反映质量守恒定律的特点呢?
[总结]国际上为了便于交流,化学家采用国际通用的化学方程式来表示化学反应。
二、推进新课
1.化学方程式的定义
[阅读]什么叫化学方程式?请大家阅读课本寻找化学方程式的概念。
[回答]用化学式表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
[总结]化学方程式指的是用化学式来表示化学反应的式子。如木炭在氧气中燃烧的化学方程式可表示为:C+O2CO2;磷在氧气中燃烧的反应可表示为:4P+5O2 2P2O5。
[思考]用化学方程式来表示化学反应具有哪些优点呢?
[交流讨论](1)表示出了各反应物和生成物的组成。
(2)表示出了反应进行所需要的条件。
(3)表示出了质量守恒定律,很明显地看到原子的种类和数目没有发生变化。
[总结]化学方程式具有如此多的优点,它把“质”和“量”有机地结合在一起,既表示出了反应物和生成物是什么,又表示出了各反应物和生成物量上的关系,以后我们再表示一个化学反应时就要用它的化学方程式。
2.化学方程式的意义
[阅读]化学方程式具有哪些意义呢?请同学们阅读课本P96进行总结(以木炭燃烧为例)。
[回答]化学方程式具有两点意义。
(1)表示出了反应物、生成物以及反应条件。如:C+O2CO2,反应物为C和O2,生成物为CO2,反应条件为“点燃”。
(2)表示出了反应物与生成物间的质量比。
即每12份质量的碳与32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳。
[补充]从微观上看,还能表示化学反应中各物质之间的微粒个数比。如:每个碳原子和一个氧分子在点燃时生成一个二氧化碳分子。
[总结]化学方程式的意义:
(1)表示出了反应物、生成物和反应条件。
(2)表示出了反应物与生成物间的质量比。
(3)化学反应中各物质之间的微粒个数比。
[思考]对于4P+5O22P2O5这个反应,反应物与生成物间的质量比如何表示?
[答案]计算过程如下:
[讲解]计算反应物与生成物之间的质量比时,应将反应物与生成物的相对分子质量乘以各物质前面的化学计量数,这样的计算才遵守质量守恒定律,而且将反应物与生成物的质量比化简后仍遵守质量守恒定律。如124+160=284,31+40=71。
[提问]化学方程式应该怎么读?
[回答]化学方程式能客观地反映出化学反应中“质”和“量”的变化及关系,其读法有异于数学中的方程式。其中的“+”读成“和”;反应物和生成物中间的“==”读成“生成”,不能读成“等于”。以磷燃烧为例:
(1)宏观读法:磷和氧气在点燃的条件下生成了五氧化二磷。
(2)微观读法:每4个磷原子在点燃条件下能与5个氧分子完全反应,生成2个五氧化二磷分子。
(3)质量读法:每124份质量的磷在点燃的情况下,能与160份质量的氧气完全反应,生成284份质量的五氧化二磷。
[交流讨论]课本P97的讨论题。
[注意]尽量鼓励学生多回答一些信息,只要从这三个化学方程式能得到的都对。
[总结]可见化学方程式能给我们提供很多有用的信息,我们可以利用它所提供的这些信息选择适当的物质和条件来制取我们所需要的物质。
[练习]下列化学方程式书写正确的是( )
三、典例剖析
例1 (多选)将3g某物质在氧气中充分燃烧,生成8.8g二氧化碳和5.4g水,据此可判断该物质的组成中( )
A.只含碳、氢两种元素
B.可能含有氧元素
C.一定含有氧元素
D.氢元素的质量分数为20%
【解析】 本题考查质量守恒定律与化学式相关计算的综合作用。根据质量守恒定律,在化学反应前后元素的种类没有改变,反应后生成二氧化碳和水,说明参加反应的物质中有碳元素、氢元素和氧元素,但反应物氧气由氧元素组成,则可确定这种物质中一定含有氢元素和碳元素,是否含有氧元素必须通过计算来确定。该物质中碳元素的质量,即二氧化碳中碳元素的质量为:8.8g××100%=2.4g。该物质中氢元素的质量,即水中氢元素的质量为:5.4g××100%=0.6g。因为2.4g+0.6g=3g,所以该物质中一定只含碳、氢两种元素,一定不含氧元素。该物质中氢元素的质量分数为:×100%=20%。故正确答案为AD。
【答案】AD
例2 目前有关部门做出决定,司机酒后驾车会受到严惩。交警常用一种“酒精检测仪”检查司机是否酒后驾车。其反应原理为C2H5OH+4CrO3+6H2SO4==2X
+2CO2↑+9H2O,反应中红色的CrO3转变为绿色的化合物X,则X的化学式为 ( )
A.Cr2O3 B.CrSO3 C.Cr2(SO4)3 D.Cr2S3
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目不变可推知X的化学式。反应前后C、H原子数目相等,Cr原子生成物中少4个,S原子生成物中少6个,O原子生成物少24个,缺少的原子都在2X中,所以X的化学式为Cr2(SO4)3 。
【答案】C
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问]通过本节课的学习,你有什么体会呢?
[小结]同时还知道化学方程式是学习化学的一种非常有用的工具,利用它既可以知道反应物、生成物和反应条件,又可以知道反应物与生成物之间的质量关系,从而把我们对化学的学习从质的研究引向量的研究。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
课题1 质量守恒定律
第2课时 化学方程式
化学方程式
(1)定义:用化学式表示化学反应的式子。
(2)意义:①表示反应物、生成物、反应条件;
②表示反应物与生成物间的质量比;
③化学反应中各物质之间的微粒个数比。
(3)读法:“+”读成“和”;“”读成“生成”。
化学方程式是联系质量守恒定律和进行化学计算的桥梁,是继元素符号、化学式之后又学习的一种化学用语。本节课只是简单的介绍了什么是化学方程式以及化学方程式的意义,为课题2的学习做好知识铺垫。课堂学习氛围浓厚,学习兴趣盎然,很好地完成了教学目标。
课题2 如何正确书写化学方程式
本课题内容重点介绍化学方程式的书写原则和书写步骤,化学方程式书写遵守两个原则:一要以客观事实为基础,二要遵守质量守恒定律。这两点对于初学化学的学生尤为重要,要使学生认识到无论是物质的化学式还是化学反应,都应是客观事实的反映。化学方程式要遵守质量守恒定律,各反应物与各生成物中的各原子种类和数目相等。化学方程式的书写是本课题教学的重点。教材先以木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的反应为例,指出该化学方程式等号两边的原子种类和数目都相等,即这个化学方程式是配平的,接着教材又指出其他的化学方程式并非都这么简单,并以氢气与氧气的反应为例展示了一个简单的配平思路。教材以磷在空气中燃烧生成五氧化二磷的反应为例,较全面地说明了如何正确书写化学方程式的几个步骤。教材简单介绍了用最小公倍数法配平化学方程式的方法。最小公倍数法是一种比较简单和常用的配平方法,应当在课堂上适当组织练习,使学生初步学会这种配平方法。
【教学目标】
1.知识目标
(1)通过具体化学反应分析、理解化学方程式的含义。
(2)了解书写化学方程式应遵守的原则。
(3)能正确书写简单的化学方程式。
2.能力目标
(1)采用讲练结合的方法,调动学生的学习主动性。
(2)采用归纳总结的方法,对配平化学方程式的方法加以总结。
3.素养目标
(1)培养学生思维的有序性和严密性。
(2)通过对化学方程式书写原则和配平方法的讨论,对学生进行尊重客观事实,遵从客观规律的辩证唯物主义观点的教育。
【教学重点】
化学方程式的书写方法。
【教学难点】
化学方程式的配平方法。
【教学准备】
课件及相关图片
一、导入新课
[思考]P+O2P2O5,这个式子能不能称为化学方程式?
[回答]不能称为化学方程式,因为它不遵守质量守恒定律。
[思考]怎样才能使它成为符合质量守恒定律的化学方程式呢?
[引入新课]仅仅写出反应物、生成物以及反应条件并不能表示一个化学方程式,这仅仅完成了书写化学方程式的第一步。那么如何才能正确地书写化学方程式呢?本节课我们就来学习这方面的知识。
二、推进新课
1.化学方程式的书写原则
[提问]大家可能都听说过,前几年有些别有用心的人宣扬“水变燃油”。想一下水可能变成燃油吗?
[交流讨论]
学生甲:可能,只要有适当的反应条件就行。
学生乙:不可能,若水能变成油那岂不太容易了,油还能卖那么高的价钱吗?我们还需再为油的问题而发愁吗?
学生丙:不可能,水是由氢元素和氧元素组成的,而油中肯定有碳元素,水怎么能出现碳元素呢?
[分析]刚才同学们提出了自己对“水变燃油”这个问题的不同看法,水到底能不能变为燃油呢?答案当然是否定的,无论什么样的反应条件,水都不可能变为燃油。这个问题说明一个化学反应不是随随便便发生的,而是以客观事实为基础的,绝不能凭空想象。
[过渡]化学方程式是用来表示化学反应的,既然化学反应的发生不是凭空想象,必须遵守客观事实,那么化学方程式的书写也应该遵守一定的原则。化学方程式的书写应该遵守什么样的原则呢?
[阅读]请大家阅读教材上有关化学方程式的书写原则,并进行归纳总结。
[总结]化学方程式反映化学反应的客观事实。因此,在书写化学方程式时必须遵守两个原则:一是必须以客观事实为基础,绝不能凭空臆想、臆造事实上不存在的物质和化学反应;二是要遵守质量守恒定律,等号两边各原子的种类与数目必须相等。
2.化学方程式的配平
[提问]在下面这个方程式中,等号两边各原子的种类与数目相等吗?
C+O2CO2
[回答]原子种类相等,等号两边都有C、O两种原子;原子个数也相等,C原子都为1个,O原子都为2个。
[追问]所有的化学方程式都是这样简单吗?H2+O2→H2O这个反应呢?
[回答]这个反应,等号两边原子的种类相等,都为H、O两种原子,但原子的个数不等。如O,等号前有2个O原子,等号后只有1个O原子,而且原子总个数也不相等,等号前共有4个原子,等号后共有3个原子。
[总结]可见,这样的式子不能称为化学方程式。它不遵守质量守恒定律。若要使式子两边每一种元素的原子总数相等,就需要在式子两边的化学式前面配上适当的化学计量数,这个过程称为化学方程式的配平。
[阅读]请同学们阅读课本,了解一下H2+O2→H2O这个式子是如何在式子两边的化学式前面配上适当的化学计量数使之遵守质量守恒定律的。
[回答]在H2前配上一个数字2,在O2前配上一个数字1(不写出),在H2O前配上一个数字2,式子两边每种原子的个数就相等了,这时得到的就是一个遵守质量守恒定律的化学方程式了。即: 2H2+O22H2O
[说明]若化学式前配的化学计量数为“1”,则“1”省略不写。
[总结]由此可见,化学方程式的配平就是在式子两边的化学式前面配上适当的化学计量数,使式子两边每一种元素原子的总数相等,遵守质量守恒定律。
3.化学方程式的书写步骤
[过渡]那么,书写一个化学方程式要经过哪些步骤呢?
[阅读]请同学们阅读课本上以磷燃烧生成五氧化二磷为例所讲的有关化学方程式的书写,并对书写步骤进行总结。
[回答]书写化学方程式有如下步骤:
(1)根据实验事实,在式子左右两边写出反应物和生成物的化学式,中间用短线或箭头联结,如:P+O2——P2O5
[强调]若反应物和生成物不是一种物质,是二种或多种物质,则用“+”将反应物或生成物加以联结。
(2)配平化学方程式并进行验证检查,如:4P+5O2——2P2O5
(3)标明化学反应发生的条件,并把短线改成等号。即:4P+5O22P2O5
[总结]刚才同学们根据课本内容总结出了书写化学方程式的步骤,我们现在再以电解水生成氢气和氧气这个反应为例来归纳书写化学方程式的步骤。
(1)“写”。根据实验事实在短线左边写出反应物的化学式,右边写出生成物的化学式,不只一种物质的用“+”连接。H2O——H2+O2
(2)“配”。在式子两边的化学式前配上适当的化学计量数,使短线左右两边达到原子的种类相同,数目相等,符合质量守恒定律。2H2O——2H2+O2
[说明]切记决不能改变化学式右下角的数字,所配化学式前边的化学计量数应是最简整数比。
[补充]配平化学方程式的方法很多,由于我们初学化学方程式,知识基础较少,所以只介绍最常用的配平方法。如上式采用的是观察法,即通过观察得出在H2O和H2前面各配一个“2”,此式子就配平了。另外还有一种比较简单又比较常用的方法——最小公倍数法。磷燃烧的化学方程式就采用了此种配平方法。
P+O2——P2O5,式子左边氧原子的个数为2,右边氧原子的个数为5,两数的最小公倍数为10。因此,在O2前面配上5,在P2O5前配上2,得到P+5O2——2P2O5,式子右边磷的原子数为4,左边为1,因此在P的前面配上4。4P+5O2==2P2O5,这时式子两边各原子的种类和个数就相等了。
(3)“注”。注明反应发生的条件。2H22H2↑+O2↑,通电就是该反应的条件。
[补充说明]
①“加热”是最常用的化学反应条件,“加热”用符号“△”表示。
②若反应进行只需1个条件,就把此条件写在短线上方,若需2个或多个条件,则分开写在短线上、下两方。如:
[小结]书写化学方程式的步骤。即一写二配三标明,最后短线变等号。
三、典例剖析
例1 下列化学方程式中,正确的有( )
【解析】以上六个化学方程式都有错误。①中,生成物的化学式应是Fe3O4,写成FeO2不符合客观事实。②中,氧气化学式应写为O2。③中,等号两边并不相等,应配平为2Mg+O22MgO。④中,缺少反应条件“点燃”,又O2为气体,所以SO2后面的“↑”去掉。⑤中,等号两边并不相等,应配平。⑥中Cu(OH)2是沉淀,应在后面加上“↓”。
【答案】D
例2 镁是一种很活泼的金属,点燃后,它既能在氮气中燃烧,也能在二氧化碳中继续燃烧。已知镁在氮气中燃烧,化合成一种物质,其中氮元素的化合价是-3价;镁在二氧化碳中燃烧,生成黑色炭粒和一种金属氧化物。试写出上述两个反应的化学方程式。镁和氮气在点燃条件下反应: 。
镁和二氧化碳在点燃条件下反应: 。
【解析】根据题意,镁在氮气中燃烧发生的是化合反应,生成物只有一种,化学式为Mg3N2;镁在二氧化碳中燃烧,生成物的元素种类与反应物相同,Mg、C、O三种元素组成的金属氧化物为MgO,另一种黑色炭粒化学式为C。
【答案】3Mg+N2Mg3N2 2Mg+CO2C+2MgO
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问] 通过今天的学习,你有哪些收获?
[小结]通过本节课学习,我们知道了书写化学方程式的原则和步骤,及书写化学方程式应该注意的事项,也能够写出正确的化学方程式了。化学方程式的书写要遵守实验事实,只有实际上存在的反应我们才能去写,决不能凭空想象,随意臆造一些事实上不存在的反应。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
课题2 如何正确书写化学方程式
1.化学方程式的书写原则
(1)必须以客观事实为基础;
(2)遵守质量守恒定律。
2.化学方程式的配平
3.化学方程式的书写步骤
化学方程式是初中化学入门的重要化学用语,在教学中让学生正确书写化学方程式,对以后学习根据化学方程式的计算、物质的化学性质、物质的制法、物质的用途等起着关键作用。化学方程式的书写,本来不是什么难理解的知识和难以掌握的技能,为什么却成为初中学生学习化学的分化点了呢?有的学生把它当作第二外语,感到头疼,有的甚至因此而掉队,原因是这一步没有打好基础。为避免这种情况的出现,让学生充分掌握好化学方程式这个工具,在教学中应做好以下几方面的工作:
(1)多复习前面有关元素符号、化学式的知识。
(2)注意课下的练习、体会和熟练刚学过的相关知识。
(3)应从简单的、学生熟悉的反应入手。
(4)切忌一开始就做难度很大的练习和多种配平方法的讲解。
(5)严格要求,书写规范,使学生养成良好的学习习惯。
课题3 利用化学方程式的简单计算
本课题“利用化学方程式的简单计算”主要包括两种类型:用一定量的反应物最多可得到多少生成物;要制取一定量生成物最少需要多少反应物。无论哪一种类型的计算都是以化学方程式为依据进行的。所以,在教学中不能孤立地只谈计算,要和熟悉、加深理解化学方程式的涵义联系起来,应当使学生十分明确地认识到,化学方程式不仅表示什么物质发生反应,生成什么物质,而且还表示反应物、生成物各物质间的质量关系。根据化学方程式的计算,就是依据反应物和生成物间的质量比进行的。已知反应物的质量可以算出生成物的质量,反之,已知生成物的质量也可以算出所需反应物的质量。化学计算题是从“量”的方面来反映物质及其变化的规律的,它与侧重于从性质角度去研究和理解物质及其变化规律是相辅相承的。可以说化学计算题包括化学和数学两个因素,其中化学知识是化学计算的基础,数学是化学计算的工具。因此,一定要使学生对化学计算题里的有关化学知识有一个清晰的理解,对有关的化学方程式一定要十分熟悉。在这里化学方程式是化学计算的依据,如果化学方程式写错了或者没有配平,化学计算必然会得出错误结果。教材还给出了两个实例来说明根据化学方程式计算的步骤和方法。教学中教师要给学生作解题格式示范,在练习中应该严格要求学生按照一定的书写格式来解题,运算要准确,以培养学生按照化学特点去进行思维的良好习惯和熟练的计算技能。
【教学目标】
1.知识目标
(1)在正确书写化学方程式的基础上,进行简单的计算。
(2)认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。
2.能力目标
(1)通过多练习的方法,调动学生的积极性。
(2)通过由易到难的题组和一题多解的训练,开阔思路,提高解题技巧,培养思维能力,加深对化学知识的认识和理解。
3.素养目标
(1)培养学生按照化学特点思考及审题、分析、计算的能力。
(2)通过有关化学方程式的含义的分析及计算,培养学生学以致用,联系实际的学风。
(3)认识到定量和定性研究物质及变化规律是相辅相承的,质和量是统一的辩证观点。
【教学重点】
1.由一种反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。
2.根据化学方程式计算的书写格式要规范化。
【教学难点】
训练和培养学生按照化学特点去思维的科学方法。
【教学准备】
课件及相关练习题
一、导入新课
根据化学方程式所表示的含义,可以知道反应物与生成物之间存在数量关系。而研究物质的化学变化常涉及到量的计算,例如,用一定量的原料最多可以生产出多少产品?制备一定量的产品最少需要多少原料?等等。通过这些计算,可以加强生产的计划性,并有利于合理地利用资源,而这些计算的进行都需要根据化学方程式。本节就是从“量”的角度来研究化学方程式的计算的。
二、推进新课
[例题1]加热分解6.3g高锰酸钾,可以得到多少克氧气?
[分析]这道题是已知反应物的质量来求生成物的质量,即已知原料的质量求产品的质量。我们一起来看课本中的解题步骤。
解:设加热分解6.3g高锰酸钾,可以得到氧气的质量为x。
答:加热分解6.3g高锰酸钾,大约可以得到0.6g氧气。
[思考]根据刚才对例题1的阅读和分析,请归纳出根据化学方程式计算的解题步骤。
[总结]根据化学方程式计算的解题步骤:
(1)设未知量;
(2)写出反应的化学方程式并配平;
(3)写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量;
(4)列出比例式,求解;
(5)简明地写出答案。
[注意] (1)设未知量要规范,“设某物质的质量为x”,(x是个有单位的物理量,后面无需再带单位);如果未知量是反应物,一般“设参加反应的某物质的质量为x”;若未知量是生成物,一般“设生成某物质(或得到某物质)的质量为x”。
(2) 方程式是否正确关系到整个解题的正确性,所以首先保证方程式配平。如果不配平,则物质之间的质量比就是错误的。而且要注意方程式的完整,反应条件、气体和沉淀的符号要注意标明,不完整的方程式计算时是要扣分的。
(3)相关物质的相对分子质量写在相应化学式的下面,一定要注意用相对分子质量乘以化学式前面的系数,已知量和未知量写在相应相对分子质量的下边。有关物质的量左右对应,上下对齐。
(4)比例式有两种列法,可以横列也可以纵列。一般情况下采用纵列比较好,因为有时题中所给的质量数字会和相对分子质量有某种关系,从而使得计算简单。计算结果的小数位保留按题中要求进行,若题中没有要求,又得不到整数时,一般保留一位小数,如例题1中就是。
(5)比例式和求解过程中以及最后的结果要带单位。根据化学方程式的计算反映的是反应物和生成物之间的质量关系,已知条件和未知条件的单位要一致。
[教师]在实际运算过程中,我们往往需要把过程再简化些,自学例题2,进一步总结解题思路和解题具体格式。
[例题2]工业上,高温煅烧石灰石(CaCO3)可制得生石灰(CaO)和二氧化碳,如果要制取5.6t氧化钙,需要碳酸钙多少吨?
解:设需要碳酸钙的质量为x。
答:需要碳酸钙10t。
[总结]通过上述计算我们可以看出,化学方程式能准确地表示出反应物、生成物各物质之间的质量比。已知一种反应物或生成物的质量,可根据比例关系求出另一种反应物或生成物的质量。解题时一定要注意解题格式的规范化,养成良好的解题习惯;要注意解题细节,避免造成无谓的失分。
[教师]下面公布一位同学的解题方案,请同学们评议。
[课件展示]
例题3 工业上用电解水的方法制取氢气。电解4.5t水,能制得氢气多少吨?同时得到氧气多少吨?
解:设制得氢气xt,氧气yt。
答:电解4.5t水,可制得氢气0.45t、氧气7.2t。
生甲:这个题解得不对。第一,化学方程式没有配平。应该在生成物氢气的化学式前面加上系数2。第二,水的式量和计算错了。水的式量和应该是2×(1×2+16)=36。
生乙:根据计算结果,0.45跟7.2的和不等于4.5,违背质量守恒定律。由此可见解题肯定有错误,就是前面同学指出的问题。
生丙:这个题只设一个未知量(氢气或氧气的质量),根据质量守恒定律,可求解另一个未知量(氧气或氢气的质量)。这样解题更简捷。
[课件展示](正确方案)
解:设制取氢气xt。
根据质量守恒定律,氧气的质量=4.5t-0.5t=4t
答:电解4.5t水,能制得氢气0.5t,氧气4t。
[练习]氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体,燃烧100 g氢气需要氯气多少克?生成氯化氢气体多少克?
解:设需要氯气的质量为x,生成氯化氢气体的质量为y。
答:需要氯气3550 g,生成氯化氢气体3650 g。
[总结]由此可知,已知一种反应物的质量可以计算另一种反应物的质量,同理,已知一种生成物的质量也可以计算另一种生成物的质量。可见根据化学方程式计算共有四种类型:①已知反应物的质量求生成物的质量;②已知生成物的质量求反应物的质量;③已知一种反应物的质量求另一种反应物的质量;④已知一种生成物的质量求另一种生成物的质量。
[提问]通过前面例题的讲解,大家总结一下根据化学方程式计算的要领是什么?关键是什么?
[总结]化学方程式计算的三个要领和三个关键。
三个要领:①步骤要完整;②格式要规范;③得数要准确。
三个关键:①准确书写化学式;②化学方程式要配平;③准确计算相对分子质量。
[注意] 化学方程式反映的是纯物质间的质量关系,因此遇到不纯物,要先把不纯的反应物或生成物的质量换算成纯物质的质量,才能代入化学方程式进行计算。涉及到的公式为:纯度=×100%;若带入量为气体体积,也应该换算成质量,公式为m=ρV;
三、典例剖析
例1 某学生要用一定量的氯酸钾进行实验,制取所需的4瓶氧气(密度=1.43g/L),每瓶250mL,至少需要氯酸钾多少克?(精确到0.01g)
【分析】此题是给出生成物氧气的体积,求反应物氯酸钾的质量,应先把氧气的体积换算成质量,然后利用化学方程式中的质量关系进行计算。
【解】设需要氯酸钾的质量为x
答:至少需要氯酸钾的质量为3.65g。
例2 碳酸钙是牙膏中一种常用的摩擦剂,可用石灰石作原料来制备。宜昌市某牙膏厂现有一批石灰石样品,小丽为探究其所含碳酸钙的质量分数,称取500g样品,磨成粉末后,放在电炉上高温煅烧至质量不再发生变化,称量剩余物质的质量为302g。有关反应的化学方程式为CaCO3 CaO+CO2↑,假设石灰石样品中杂质不参加反应。据此我能计算:
(1)生成二氧化碳的质量;
(2)此石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
【分析】根据化学方程式计算时,根据各物质的质量成比例,这里的“成比例”必须是纯净物之间的质量关系。如果题目的已知量中没有纯净物,一般要根据质量守恒定律,找出已知量。如本题中,经过分析500g样品是混合物的质量,302g剩余物也是混合物的质量。煅烧前后质量减少的部分就是生成的二氧化碳的质量,是纯净物。
【解】(1)根据质量守恒定律,二氧化碳的质量为:500g-302g=198g。
(2)设500g石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
此石灰石样品中碳酸钙的质量分数为:450g÷500g×100%=90%
答:(1)生成二氧化碳的质量为198g。(2)此石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90%。
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问]通过今天的学习,你学到了哪些知识?
[小结]根据化学方程式的计算,关键在于正确书写化学方程式,这里包括正确书写反应物、生成物的化学式,化学方程式的配平。解题时一定要认真审题,解题思路要正确、解题步骤要完整,书写格式要规范,计算数据要准确。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
课题3 利用化学方程式的简单计算
1.根据化学方程式计算的解题步骤
(1)设未知量;
(2)写出反应的化学方程式并配平;
(3)写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量;
(4)列出比例式,求解;
(5)简明地写出答案。
2.根据化学方程式计算的三个要领和三个关键
(1)三个要领:①步骤要完整;②格式要规范;③得数要准确。
(2)三个关键:①准确书写化学式;②化学方程式要配平;③准确计算相对分子质量。
本课题“利用化学方程式的简单计算”主要包括两种类型:一种是已知反应物的质量求生成物的质量;一种是已知生成物的质量求反应物的质量。但无论哪一种计算都是以化学方程式为理论依据进行的,所以一定使学生明白化学方程式在“质”和“量”两方面的意义。本课题内容虽是计算,但这种计算对数学方面的知识要求并不高,只要能正确列出比例式并能计算即可,教师不必再进一步拓深,但教师要结合具体的实例教会学生分析题意,学会如何解计算题,重点引导学生按照化学特点进行思维的良好习惯,养成正确地审题、解题习惯,找准解题的突破口,培养学生严格认真的科学态度和书写完整、规范的良好学习习惯。
第五单元化学方程式
单元内容概述
从本单元起,学生对化学的学习将由生成何种物质向生成多少物质(即量的)方面展开。本单元有3个课题。课题1通过一系列探究活动,引导学生从量的方面去研究并得出化学反应的客观规律,为化学方程式的教学作好理论准备,这是学好本单元的基础。课题2讲了书写化学方程式的原则、方法和步骤,说明化学方程式所表示的意义,这是本单元的中心。课题3从量的方面研究物质化学变化的过程,是化学方程式的具体应用。
单元教学目标
1.通过实验探究认识质量守恒定律,能说明常见化学反应中的质量关系。
2.从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
3.通过具体化学反应分析,理解化学方程式的含义。
4.了解书写化学方程式要遵守的原则。
5.能正确书写简单的化学方程式。
6.在正确书写化学反应方程式的基础上,进行简单的计算。
7.认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。
课题1 质量守恒定律
本课题包括质量守恒定律与化学方程式两部分内容。第一部分在质量守恒定律部分内容中,教材不是从定义出发,把质量守恒定律强加给学生,而是首先提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系的问题,让学生思考,然后通过作出假设、实验探究、交流讨论、得出结论等科学探究方法,通过活动与探究得出"参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和"这一结论;然后再通过活动与探究分析质量守恒的原因,从而知道在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子的质量也没有变化。第二部分介绍化学方程式。教材通过木炭在氧气中燃烧这个实例,简单明了地叙述了化学方程式的意义,使同学们知道化学方程式能提供很多有关反应的信息。能将反应物、生成物及各种粒子的相对数量关系清楚地表示出来,是学习化学的又一基本功。
第1课时 质量守恒定律
【教学目标】
1.知识目标
(1)通过实验探究理解质量守恒定律,了解常见化学反应中的质量关系。
(2)从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
2.能力目标
通过学生探究性实验,充分调动学生的积极性,使学生初步学会运用观察、实验方法获取信息,初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法加工信息。
3.素养目标
(1) 通过实验探究,使学生体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
(2)培养学生严谨求实的科学态度。
(3)通过对化学反应的定量研究、推理,帮助学生认识永恒运动和变化着的物质,既不能凭空产生也不能凭空消失的道理,进行辩证唯物主义观点的教育和自然科学方法的教育。
【教学重点】
质量守恒定律的含义及应用。
【教学难点】
1.提高学生的实验设计能力和质疑精神,培养创新精神。
2.从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减。
【教学准备】
1.教师用具:投影仪、托盘天平(带砝码)、蜡烛、试剂瓶、火柴、塞子。
2.学生用具:(1)托盘天平、烧杯、锥形瓶(塞子)、玻璃棒、气球、玻璃片、石棉网、坩埚钳、火柴; (2)红磷(火柴头大小)、硫酸铜溶液、铁钉、碳酸钠粉末、稀盐酸、镁带、细沙、砂纸。
一、导入新课
从前面的学习中我们知道,在一定的条件下,反应物之间发生化学反应可以生成新物质。如磷燃烧生成五氧化二磷,表示为:P+O2 P2O5;铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,表示为:Fe+CuSO4→Cu+FeSO4。这些物质在质上发生了变化,那么这些物质在量上是否发生变化呢?请同学们猜想一下:物质在反应前的质量跟生成物的质量间可能存在哪几种关系?这就是我们这节课研究的内容。
二、推进新课
1.质量守恒定律的探究
[猜想]学生甲:生成物的质量总和会大于反应物的质量总和。
学生乙:生成物的质量总和会小于反应物的质量总和。
学生丙:生成物的质量总和会等于反应物的质量总和。
[过渡]同学们提出了三种猜想,我们来进行下面的活动与探究,通过实验去验证一下反应物的质量和生成物的质量的关系。
[活动与探究]实验分两大组进行,一组进行实验一,一组进行实验二。
(1)红磷燃烧前后质量总和如何变化?
(2)铁与硫酸铜反应,生成物的质量总和与反应物的质量总和之间的关系。
[注意事项](1)称量时天平应注意调平。
(2)红磷燃烧时,锥形瓶底部应预先装一部分沙子。
(3)红磷燃烧这个实验中,玻璃棒烧红后往锥形瓶中塞时动作要快,塞子要塞紧,不能漏气。
(4)在铁与硫酸铜反应这个实验中,铁钉在放入硫酸铜溶液之前,要用砂纸打磨干净。
[学生实验]教师巡视,及时发现学生操作中的一些错误并进行纠正。
[交流讨论]由学生陈述实验结果,不同意见进行补充。
[实验一]在红磷燃烧这个实验中看到红磷燃烧产生大量白烟,生成一种白色固体,气球先膨胀后缩小,反应前后物质的质量总和没有发生改变。
[不同意见]我们组的实验结果生成物的质量总和略大于反应物的质量总和,可能是由于锥形瓶没有塞紧漏气所致。
[实验二]在铁钉与硫酸铜溶液反应这个实验中,用砂纸把铁钉打磨干净放入硫酸铜溶液中,一会儿看到铁钉表面有一层红色的铜析出;同时溶液的颜色也略有改变,由蓝色溶液变为浅绿色溶液;用天平称量,发现反应前后物质的质量总和没有发生改变。
[总结]通过这两个实验我们看到,发生化学反应时反应物的质量总和与生成物的质量总和存在相等的关系。其实不仅仅这两个实验如此,无数的实验证明,反应前后反应物和生成物的质量总和相等,这个规律叫做质量守恒定律。
[设问]有了前面的实验作基础,我们该如何去描述质量守恒定律的内容呢?
[结论]参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和,这个规律就叫做质量守恒定律。
[练习]现有一反应A+B→C,有10 g A和5 g B反应,反应结束后还剩余3 g A,B无剩余,则生成C的质量为多少克?
[答案]生成C的质量为12 g,因为A还剩余3 g,可见参加反应的A的质量为7 g,B无剩余,可见5 g B全部参加反应,根据质量守恒定律,生成C的质量为7+5=12 g。
[小结]理解和应用质量守恒定律应注意的事项:
(1)运用范围:解释化学变化而不是物理变化。
(2)强调“质量”守恒,不包括其他方面的守恒,如气体体积。
(3)强调“参加反应的”各物质的质量总和,是指真正参加反应的那一部分质量,反应物中可能有一部分没有参与反应(有剩余)。
[设问]到底是不是所有的化学反应都遵守质量守恒定律呢?我们再来进行下面的活动与探究,验证一下质量守恒定律是否正确。
[活动与探究](仍分两大组进行实验)
教材P94实验5-1:碳酸钠粉末和盐酸反应前后质量的变化。
教材P94实验5-2:镁带在空气中燃烧,其反应前后质量的测定。
[学生实验]教师巡视,指导学生实验操作。交流讨论实验现象和结论。
[实验5-1]现象:产生大量气体,天平失衡。
结论:反应后质量减少。
[实验5-2]现象:镁带燃烧,发出耀眼白光,石棉网上有白色粉末,并升起少量白烟。
结论:实验前后质量不相等。
[提问]讨论一下这是为什么呢?为什么会出现生成物的质量大于或小于反应物的质量这些情况?
[回答](1)碳酸钠粉末和盐酸反应有二氧化碳气体生成,而二氧化碳是该反应的一种生成物。反应后逸散到空气中,故反应后质量减轻。
(2)在镁带燃烧这个实验中,因为反应物有空气中的氧气参加,而我们反应前所称量的仅仅是镁带的质量,且反应后少量白烟逸散,只称取部分生成物的质量,故实验前后称量的质量不相等。
[提问]这两个反应到底遵不遵守质量守恒定律呢?
[回答]遵守。只要改进实验装置,就会出现正确的结果。
[追问]如何改进实验装置呢?
[思考]在白磷燃烧那个实验中,若玻璃管上端没有系小气球,将会出现什么结果?
[回答]如果玻璃管上端没有系小气球,则会出现生成物的质量总和小于反应物的质量总和,因为有一部分白烟会从玻璃管口进入空气中,从而引起生成物质量的减小。
2.质量守恒定律的实质
[思考]了解了质量守恒定律的内容和它的发现,我们再从微观方面来研究一下为什么在化学反应中参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和?
[课件演示]展示白磷燃烧和铁与硫酸铜反应的微观过程动画,从分子、原子角度进行分析。
[思考]根据所展示的动画,从分子和原子的角度思考为什么化学反应都遵守质量守恒定律?
[交流讨论]从刚才投影所展示的白磷燃烧实验以及铁与硫酸铜溶液反应的实验的微观过程可知:在化学反应前后原子的种类没有变化,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以说所有的化学反应都遵守质量守恒定律。
[小结](1)微观解释:化学反应的过程,事实上是旧的分子破裂,原子和原子重新组合成新分子的过程。在这个过程中,原子的种类没有变化,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以反应物的质量总和会等于生成物的质量总和。
(2)质量守恒定律可理解为“六个不变”,“两个一定改变”,“两个可能改变”。
三、典例剖析
例 在一定条件下,在一个密闭容器内发生某反应,测得反应过程中各物质的质量如下表所示,下列说法错误的是( )
A.该反应是化合反应,d可能是催化剂
B.a、b两种物质中元素种类一定与c物质中元素种类相同
C.b物质可能是单质
D.反应后a物质的质量为3g
【解析】反应后质量减少的是反应物,质量增加的是生成物。c反应后增加11g,是生成物,d的质量不变,可能是催化剂,也可能是未反应的杂质,b反应后减少了8g,是反应物,由质量守恒定律可推知反应物的质量少3g,所以反应后a的质量=10g-3g=7g。该反应是a+b→c,是化合反应,a、b有可以是单质,也有可能是化合物,c一定为化合物。
【答案】D
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问]通过本节课的学习,你有什么体会呢?请你谈一谈。
[小结]本节课我们学习了质量守恒定律,知道了在一切化学反应中,反应物的质量总和等于生成物的质量总和;而且从微观角度理解了为什么所有的反应都遵守质量守恒定律。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
第五单元 化学方程式
课题1 质量守恒定律
第1课时 质量守恒定律
质量守恒定律
(1)内容:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
(2)微观解释:在化学反应中,反应前后存在3个不变,即:
①原子的种类没有改变;②原子的数目没有增减;③原子的质量没有改变。
本课题内容存在一定的难度,而实验的顺利进行又是学好本课题的关键,所以在教学过程中力争从以下几方面突破难点:(1)给学生提供更多的实验探究的机会。力争使每一位同学都能边操作、边观察、边思索,使其得到更多的锻炼机会。(2)培养学生实验探究、交流讨论、得出结论等综合素质。各实验小组所测定的化学反应各不相同,但通过比较、判断,不断地揭示矛盾和解决矛盾,会激起学生更强烈的求知欲。(3)应注意引导学生思考,探究活动中几个表面上似乎不符合质量守恒定律的实验是因什么导致其如此,可采取什么措施使其符合质量守恒定律,通过举一反三,使学生知其然并知其所以然,使学生的认识更加深刻。
第2课时 化学方程式
【教学目标】
1.知识目标
(1)了解化学方程式的含义及其表示的意义。
(2)会从质、量、数等方面读化学方程式,并能利用化学方程式求出化学反应中各物质的质量比。
2.能力目标
通过讨论交流,使学生能表达自己的观点,逐步养成良好的学习习惯和学习方法。
3.素养目标
通过教学正确书写化学方程式,培养学生严谨求实的科学态度。
【教学重点】
什么叫做化学方程式
【教学难点】
化学方程式的意义
【教学准备】
课件及相关图片
一、导入新课
[思考]化学上有没有一种式子,既能表示反应物、生成物和反应条件,又能反映质量守恒定律的特点呢?
[总结]国际上为了便于交流,化学家采用国际通用的化学方程式来表示化学反应。
二、推进新课
1.化学方程式的定义
[阅读]什么叫化学方程式?请大家阅读课本寻找化学方程式的概念。
[回答]用化学式表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
[总结]化学方程式指的是用化学式来表示化学反应的式子。如木炭在氧气中燃烧的化学方程式可表示为:C+O2CO2;磷在氧气中燃烧的反应可表示为:4P+5O2 2P2O5。
[思考]用化学方程式来表示化学反应具有哪些优点呢?
[交流讨论](1)表示出了各反应物和生成物的组成。
(2)表示出了反应进行所需要的条件。
(3)表示出了质量守恒定律,很明显地看到原子的种类和数目没有发生变化。
[总结]化学方程式具有如此多的优点,它把“质”和“量”有机地结合在一起,既表示出了反应物和生成物是什么,又表示出了各反应物和生成物量上的关系,以后我们再表示一个化学反应时就要用它的化学方程式。
2.化学方程式的意义
[阅读]化学方程式具有哪些意义呢?请同学们阅读课本P96进行总结(以木炭燃烧为例)。
[回答]化学方程式具有两点意义。
(1)表示出了反应物、生成物以及反应条件。如:C+O2CO2,反应物为C和O2,生成物为CO2,反应条件为“点燃”。
(2)表示出了反应物与生成物间的质量比。
即每12份质量的碳与32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳。
[补充]从微观上看,还能表示化学反应中各物质之间的微粒个数比。如:每个碳原子和一个氧分子在点燃时生成一个二氧化碳分子。
[总结]化学方程式的意义:
(1)表示出了反应物、生成物和反应条件。
(2)表示出了反应物与生成物间的质量比。
(3)化学反应中各物质之间的微粒个数比。
[思考]对于4P+5O22P2O5这个反应,反应物与生成物间的质量比如何表示?
[答案]计算过程如下:
[讲解]计算反应物与生成物之间的质量比时,应将反应物与生成物的相对分子质量乘以各物质前面的化学计量数,这样的计算才遵守质量守恒定律,而且将反应物与生成物的质量比化简后仍遵守质量守恒定律。如124+160=284,31+40=71。
[提问]化学方程式应该怎么读?
[回答]化学方程式能客观地反映出化学反应中“质”和“量”的变化及关系,其读法有异于数学中的方程式。其中的“+”读成“和”;反应物和生成物中间的“==”读成“生成”,不能读成“等于”。以磷燃烧为例:
(1)宏观读法:磷和氧气在点燃的条件下生成了五氧化二磷。
(2)微观读法:每4个磷原子在点燃条件下能与5个氧分子完全反应,生成2个五氧化二磷分子。
(3)质量读法:每124份质量的磷在点燃的情况下,能与160份质量的氧气完全反应,生成284份质量的五氧化二磷。
[交流讨论]课本P97的讨论题。
[注意]尽量鼓励学生多回答一些信息,只要从这三个化学方程式能得到的都对。
[总结]可见化学方程式能给我们提供很多有用的信息,我们可以利用它所提供的这些信息选择适当的物质和条件来制取我们所需要的物质。
[练习]下列化学方程式书写正确的是( )
三、典例剖析
例1 (多选)将3g某物质在氧气中充分燃烧,生成8.8g二氧化碳和5.4g水,据此可判断该物质的组成中( )
A.只含碳、氢两种元素
B.可能含有氧元素
C.一定含有氧元素
D.氢元素的质量分数为20%
【解析】 本题考查质量守恒定律与化学式相关计算的综合作用。根据质量守恒定律,在化学反应前后元素的种类没有改变,反应后生成二氧化碳和水,说明参加反应的物质中有碳元素、氢元素和氧元素,但反应物氧气由氧元素组成,则可确定这种物质中一定含有氢元素和碳元素,是否含有氧元素必须通过计算来确定。该物质中碳元素的质量,即二氧化碳中碳元素的质量为:8.8g××100%=2.4g。该物质中氢元素的质量,即水中氢元素的质量为:5.4g××100%=0.6g。因为2.4g+0.6g=3g,所以该物质中一定只含碳、氢两种元素,一定不含氧元素。该物质中氢元素的质量分数为:×100%=20%。故正确答案为AD。
【答案】AD
例2 目前有关部门做出决定,司机酒后驾车会受到严惩。交警常用一种“酒精检测仪”检查司机是否酒后驾车。其反应原理为C2H5OH+4CrO3+6H2SO4==2X
+2CO2↑+9H2O,反应中红色的CrO3转变为绿色的化合物X,则X的化学式为 ( )
A.Cr2O3 B.CrSO3 C.Cr2(SO4)3 D.Cr2S3
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目不变可推知X的化学式。反应前后C、H原子数目相等,Cr原子生成物中少4个,S原子生成物中少6个,O原子生成物少24个,缺少的原子都在2X中,所以X的化学式为Cr2(SO4)3 。
【答案】C
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问]通过本节课的学习,你有什么体会呢?
[小结]同时还知道化学方程式是学习化学的一种非常有用的工具,利用它既可以知道反应物、生成物和反应条件,又可以知道反应物与生成物之间的质量关系,从而把我们对化学的学习从质的研究引向量的研究。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
课题1 质量守恒定律
第2课时 化学方程式
化学方程式
(1)定义:用化学式表示化学反应的式子。
(2)意义:①表示反应物、生成物、反应条件;
②表示反应物与生成物间的质量比;
③化学反应中各物质之间的微粒个数比。
(3)读法:“+”读成“和”;“”读成“生成”。
化学方程式是联系质量守恒定律和进行化学计算的桥梁,是继元素符号、化学式之后又学习的一种化学用语。本节课只是简单的介绍了什么是化学方程式以及化学方程式的意义,为课题2的学习做好知识铺垫。课堂学习氛围浓厚,学习兴趣盎然,很好地完成了教学目标。
课题2 如何正确书写化学方程式
本课题内容重点介绍化学方程式的书写原则和书写步骤,化学方程式书写遵守两个原则:一要以客观事实为基础,二要遵守质量守恒定律。这两点对于初学化学的学生尤为重要,要使学生认识到无论是物质的化学式还是化学反应,都应是客观事实的反映。化学方程式要遵守质量守恒定律,各反应物与各生成物中的各原子种类和数目相等。化学方程式的书写是本课题教学的重点。教材先以木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳的反应为例,指出该化学方程式等号两边的原子种类和数目都相等,即这个化学方程式是配平的,接着教材又指出其他的化学方程式并非都这么简单,并以氢气与氧气的反应为例展示了一个简单的配平思路。教材以磷在空气中燃烧生成五氧化二磷的反应为例,较全面地说明了如何正确书写化学方程式的几个步骤。教材简单介绍了用最小公倍数法配平化学方程式的方法。最小公倍数法是一种比较简单和常用的配平方法,应当在课堂上适当组织练习,使学生初步学会这种配平方法。
【教学目标】
1.知识目标
(1)通过具体化学反应分析、理解化学方程式的含义。
(2)了解书写化学方程式应遵守的原则。
(3)能正确书写简单的化学方程式。
2.能力目标
(1)采用讲练结合的方法,调动学生的学习主动性。
(2)采用归纳总结的方法,对配平化学方程式的方法加以总结。
3.素养目标
(1)培养学生思维的有序性和严密性。
(2)通过对化学方程式书写原则和配平方法的讨论,对学生进行尊重客观事实,遵从客观规律的辩证唯物主义观点的教育。
【教学重点】
化学方程式的书写方法。
【教学难点】
化学方程式的配平方法。
【教学准备】
课件及相关图片
一、导入新课
[思考]P+O2P2O5,这个式子能不能称为化学方程式?
[回答]不能称为化学方程式,因为它不遵守质量守恒定律。
[思考]怎样才能使它成为符合质量守恒定律的化学方程式呢?
[引入新课]仅仅写出反应物、生成物以及反应条件并不能表示一个化学方程式,这仅仅完成了书写化学方程式的第一步。那么如何才能正确地书写化学方程式呢?本节课我们就来学习这方面的知识。
二、推进新课
1.化学方程式的书写原则
[提问]大家可能都听说过,前几年有些别有用心的人宣扬“水变燃油”。想一下水可能变成燃油吗?
[交流讨论]
学生甲:可能,只要有适当的反应条件就行。
学生乙:不可能,若水能变成油那岂不太容易了,油还能卖那么高的价钱吗?我们还需再为油的问题而发愁吗?
学生丙:不可能,水是由氢元素和氧元素组成的,而油中肯定有碳元素,水怎么能出现碳元素呢?
[分析]刚才同学们提出了自己对“水变燃油”这个问题的不同看法,水到底能不能变为燃油呢?答案当然是否定的,无论什么样的反应条件,水都不可能变为燃油。这个问题说明一个化学反应不是随随便便发生的,而是以客观事实为基础的,绝不能凭空想象。
[过渡]化学方程式是用来表示化学反应的,既然化学反应的发生不是凭空想象,必须遵守客观事实,那么化学方程式的书写也应该遵守一定的原则。化学方程式的书写应该遵守什么样的原则呢?
[阅读]请大家阅读教材上有关化学方程式的书写原则,并进行归纳总结。
[总结]化学方程式反映化学反应的客观事实。因此,在书写化学方程式时必须遵守两个原则:一是必须以客观事实为基础,绝不能凭空臆想、臆造事实上不存在的物质和化学反应;二是要遵守质量守恒定律,等号两边各原子的种类与数目必须相等。
2.化学方程式的配平
[提问]在下面这个方程式中,等号两边各原子的种类与数目相等吗?
C+O2CO2
[回答]原子种类相等,等号两边都有C、O两种原子;原子个数也相等,C原子都为1个,O原子都为2个。
[追问]所有的化学方程式都是这样简单吗?H2+O2→H2O这个反应呢?
[回答]这个反应,等号两边原子的种类相等,都为H、O两种原子,但原子的个数不等。如O,等号前有2个O原子,等号后只有1个O原子,而且原子总个数也不相等,等号前共有4个原子,等号后共有3个原子。
[总结]可见,这样的式子不能称为化学方程式。它不遵守质量守恒定律。若要使式子两边每一种元素的原子总数相等,就需要在式子两边的化学式前面配上适当的化学计量数,这个过程称为化学方程式的配平。
[阅读]请同学们阅读课本,了解一下H2+O2→H2O这个式子是如何在式子两边的化学式前面配上适当的化学计量数使之遵守质量守恒定律的。
[回答]在H2前配上一个数字2,在O2前配上一个数字1(不写出),在H2O前配上一个数字2,式子两边每种原子的个数就相等了,这时得到的就是一个遵守质量守恒定律的化学方程式了。即: 2H2+O22H2O
[说明]若化学式前配的化学计量数为“1”,则“1”省略不写。
[总结]由此可见,化学方程式的配平就是在式子两边的化学式前面配上适当的化学计量数,使式子两边每一种元素原子的总数相等,遵守质量守恒定律。
3.化学方程式的书写步骤
[过渡]那么,书写一个化学方程式要经过哪些步骤呢?
[阅读]请同学们阅读课本上以磷燃烧生成五氧化二磷为例所讲的有关化学方程式的书写,并对书写步骤进行总结。
[回答]书写化学方程式有如下步骤:
(1)根据实验事实,在式子左右两边写出反应物和生成物的化学式,中间用短线或箭头联结,如:P+O2——P2O5
[强调]若反应物和生成物不是一种物质,是二种或多种物质,则用“+”将反应物或生成物加以联结。
(2)配平化学方程式并进行验证检查,如:4P+5O2——2P2O5
(3)标明化学反应发生的条件,并把短线改成等号。即:4P+5O22P2O5
[总结]刚才同学们根据课本内容总结出了书写化学方程式的步骤,我们现在再以电解水生成氢气和氧气这个反应为例来归纳书写化学方程式的步骤。
(1)“写”。根据实验事实在短线左边写出反应物的化学式,右边写出生成物的化学式,不只一种物质的用“+”连接。H2O——H2+O2
(2)“配”。在式子两边的化学式前配上适当的化学计量数,使短线左右两边达到原子的种类相同,数目相等,符合质量守恒定律。2H2O——2H2+O2
[说明]切记决不能改变化学式右下角的数字,所配化学式前边的化学计量数应是最简整数比。
[补充]配平化学方程式的方法很多,由于我们初学化学方程式,知识基础较少,所以只介绍最常用的配平方法。如上式采用的是观察法,即通过观察得出在H2O和H2前面各配一个“2”,此式子就配平了。另外还有一种比较简单又比较常用的方法——最小公倍数法。磷燃烧的化学方程式就采用了此种配平方法。
P+O2——P2O5,式子左边氧原子的个数为2,右边氧原子的个数为5,两数的最小公倍数为10。因此,在O2前面配上5,在P2O5前配上2,得到P+5O2——2P2O5,式子右边磷的原子数为4,左边为1,因此在P的前面配上4。4P+5O2==2P2O5,这时式子两边各原子的种类和个数就相等了。
(3)“注”。注明反应发生的条件。2H22H2↑+O2↑,通电就是该反应的条件。
[补充说明]
①“加热”是最常用的化学反应条件,“加热”用符号“△”表示。
②若反应进行只需1个条件,就把此条件写在短线上方,若需2个或多个条件,则分开写在短线上、下两方。如:
[小结]书写化学方程式的步骤。即一写二配三标明,最后短线变等号。
三、典例剖析
例1 下列化学方程式中,正确的有( )
【解析】以上六个化学方程式都有错误。①中,生成物的化学式应是Fe3O4,写成FeO2不符合客观事实。②中,氧气化学式应写为O2。③中,等号两边并不相等,应配平为2Mg+O22MgO。④中,缺少反应条件“点燃”,又O2为气体,所以SO2后面的“↑”去掉。⑤中,等号两边并不相等,应配平。⑥中Cu(OH)2是沉淀,应在后面加上“↓”。
【答案】D
例2 镁是一种很活泼的金属,点燃后,它既能在氮气中燃烧,也能在二氧化碳中继续燃烧。已知镁在氮气中燃烧,化合成一种物质,其中氮元素的化合价是-3价;镁在二氧化碳中燃烧,生成黑色炭粒和一种金属氧化物。试写出上述两个反应的化学方程式。镁和氮气在点燃条件下反应: 。
镁和二氧化碳在点燃条件下反应: 。
【解析】根据题意,镁在氮气中燃烧发生的是化合反应,生成物只有一种,化学式为Mg3N2;镁在二氧化碳中燃烧,生成物的元素种类与反应物相同,Mg、C、O三种元素组成的金属氧化物为MgO,另一种黑色炭粒化学式为C。
【答案】3Mg+N2Mg3N2 2Mg+CO2C+2MgO
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问] 通过今天的学习,你有哪些收获?
[小结]通过本节课学习,我们知道了书写化学方程式的原则和步骤,及书写化学方程式应该注意的事项,也能够写出正确的化学方程式了。化学方程式的书写要遵守实验事实,只有实际上存在的反应我们才能去写,决不能凭空想象,随意臆造一些事实上不存在的反应。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
课题2 如何正确书写化学方程式
1.化学方程式的书写原则
(1)必须以客观事实为基础;
(2)遵守质量守恒定律。
2.化学方程式的配平
3.化学方程式的书写步骤
化学方程式是初中化学入门的重要化学用语,在教学中让学生正确书写化学方程式,对以后学习根据化学方程式的计算、物质的化学性质、物质的制法、物质的用途等起着关键作用。化学方程式的书写,本来不是什么难理解的知识和难以掌握的技能,为什么却成为初中学生学习化学的分化点了呢?有的学生把它当作第二外语,感到头疼,有的甚至因此而掉队,原因是这一步没有打好基础。为避免这种情况的出现,让学生充分掌握好化学方程式这个工具,在教学中应做好以下几方面的工作:
(1)多复习前面有关元素符号、化学式的知识。
(2)注意课下的练习、体会和熟练刚学过的相关知识。
(3)应从简单的、学生熟悉的反应入手。
(4)切忌一开始就做难度很大的练习和多种配平方法的讲解。
(5)严格要求,书写规范,使学生养成良好的学习习惯。
课题3 利用化学方程式的简单计算
本课题“利用化学方程式的简单计算”主要包括两种类型:用一定量的反应物最多可得到多少生成物;要制取一定量生成物最少需要多少反应物。无论哪一种类型的计算都是以化学方程式为依据进行的。所以,在教学中不能孤立地只谈计算,要和熟悉、加深理解化学方程式的涵义联系起来,应当使学生十分明确地认识到,化学方程式不仅表示什么物质发生反应,生成什么物质,而且还表示反应物、生成物各物质间的质量关系。根据化学方程式的计算,就是依据反应物和生成物间的质量比进行的。已知反应物的质量可以算出生成物的质量,反之,已知生成物的质量也可以算出所需反应物的质量。化学计算题是从“量”的方面来反映物质及其变化的规律的,它与侧重于从性质角度去研究和理解物质及其变化规律是相辅相承的。可以说化学计算题包括化学和数学两个因素,其中化学知识是化学计算的基础,数学是化学计算的工具。因此,一定要使学生对化学计算题里的有关化学知识有一个清晰的理解,对有关的化学方程式一定要十分熟悉。在这里化学方程式是化学计算的依据,如果化学方程式写错了或者没有配平,化学计算必然会得出错误结果。教材还给出了两个实例来说明根据化学方程式计算的步骤和方法。教学中教师要给学生作解题格式示范,在练习中应该严格要求学生按照一定的书写格式来解题,运算要准确,以培养学生按照化学特点去进行思维的良好习惯和熟练的计算技能。
【教学目标】
1.知识目标
(1)在正确书写化学方程式的基础上,进行简单的计算。
(2)认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。
2.能力目标
(1)通过多练习的方法,调动学生的积极性。
(2)通过由易到难的题组和一题多解的训练,开阔思路,提高解题技巧,培养思维能力,加深对化学知识的认识和理解。
3.素养目标
(1)培养学生按照化学特点思考及审题、分析、计算的能力。
(2)通过有关化学方程式的含义的分析及计算,培养学生学以致用,联系实际的学风。
(3)认识到定量和定性研究物质及变化规律是相辅相承的,质和量是统一的辩证观点。
【教学重点】
1.由一种反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。
2.根据化学方程式计算的书写格式要规范化。
【教学难点】
训练和培养学生按照化学特点去思维的科学方法。
【教学准备】
课件及相关练习题
一、导入新课
根据化学方程式所表示的含义,可以知道反应物与生成物之间存在数量关系。而研究物质的化学变化常涉及到量的计算,例如,用一定量的原料最多可以生产出多少产品?制备一定量的产品最少需要多少原料?等等。通过这些计算,可以加强生产的计划性,并有利于合理地利用资源,而这些计算的进行都需要根据化学方程式。本节就是从“量”的角度来研究化学方程式的计算的。
二、推进新课
[例题1]加热分解6.3g高锰酸钾,可以得到多少克氧气?
[分析]这道题是已知反应物的质量来求生成物的质量,即已知原料的质量求产品的质量。我们一起来看课本中的解题步骤。
解:设加热分解6.3g高锰酸钾,可以得到氧气的质量为x。
答:加热分解6.3g高锰酸钾,大约可以得到0.6g氧气。
[思考]根据刚才对例题1的阅读和分析,请归纳出根据化学方程式计算的解题步骤。
[总结]根据化学方程式计算的解题步骤:
(1)设未知量;
(2)写出反应的化学方程式并配平;
(3)写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量;
(4)列出比例式,求解;
(5)简明地写出答案。
[注意] (1)设未知量要规范,“设某物质的质量为x”,(x是个有单位的物理量,后面无需再带单位);如果未知量是反应物,一般“设参加反应的某物质的质量为x”;若未知量是生成物,一般“设生成某物质(或得到某物质)的质量为x”。
(2) 方程式是否正确关系到整个解题的正确性,所以首先保证方程式配平。如果不配平,则物质之间的质量比就是错误的。而且要注意方程式的完整,反应条件、气体和沉淀的符号要注意标明,不完整的方程式计算时是要扣分的。
(3)相关物质的相对分子质量写在相应化学式的下面,一定要注意用相对分子质量乘以化学式前面的系数,已知量和未知量写在相应相对分子质量的下边。有关物质的量左右对应,上下对齐。
(4)比例式有两种列法,可以横列也可以纵列。一般情况下采用纵列比较好,因为有时题中所给的质量数字会和相对分子质量有某种关系,从而使得计算简单。计算结果的小数位保留按题中要求进行,若题中没有要求,又得不到整数时,一般保留一位小数,如例题1中就是。
(5)比例式和求解过程中以及最后的结果要带单位。根据化学方程式的计算反映的是反应物和生成物之间的质量关系,已知条件和未知条件的单位要一致。
[教师]在实际运算过程中,我们往往需要把过程再简化些,自学例题2,进一步总结解题思路和解题具体格式。
[例题2]工业上,高温煅烧石灰石(CaCO3)可制得生石灰(CaO)和二氧化碳,如果要制取5.6t氧化钙,需要碳酸钙多少吨?
解:设需要碳酸钙的质量为x。
答:需要碳酸钙10t。
[总结]通过上述计算我们可以看出,化学方程式能准确地表示出反应物、生成物各物质之间的质量比。已知一种反应物或生成物的质量,可根据比例关系求出另一种反应物或生成物的质量。解题时一定要注意解题格式的规范化,养成良好的解题习惯;要注意解题细节,避免造成无谓的失分。
[教师]下面公布一位同学的解题方案,请同学们评议。
[课件展示]
例题3 工业上用电解水的方法制取氢气。电解4.5t水,能制得氢气多少吨?同时得到氧气多少吨?
解:设制得氢气xt,氧气yt。
答:电解4.5t水,可制得氢气0.45t、氧气7.2t。
生甲:这个题解得不对。第一,化学方程式没有配平。应该在生成物氢气的化学式前面加上系数2。第二,水的式量和计算错了。水的式量和应该是2×(1×2+16)=36。
生乙:根据计算结果,0.45跟7.2的和不等于4.5,违背质量守恒定律。由此可见解题肯定有错误,就是前面同学指出的问题。
生丙:这个题只设一个未知量(氢气或氧气的质量),根据质量守恒定律,可求解另一个未知量(氧气或氢气的质量)。这样解题更简捷。
[课件展示](正确方案)
解:设制取氢气xt。
根据质量守恒定律,氧气的质量=4.5t-0.5t=4t
答:电解4.5t水,能制得氢气0.5t,氧气4t。
[练习]氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体,燃烧100 g氢气需要氯气多少克?生成氯化氢气体多少克?
解:设需要氯气的质量为x,生成氯化氢气体的质量为y。
答:需要氯气3550 g,生成氯化氢气体3650 g。
[总结]由此可知,已知一种反应物的质量可以计算另一种反应物的质量,同理,已知一种生成物的质量也可以计算另一种生成物的质量。可见根据化学方程式计算共有四种类型:①已知反应物的质量求生成物的质量;②已知生成物的质量求反应物的质量;③已知一种反应物的质量求另一种反应物的质量;④已知一种生成物的质量求另一种生成物的质量。
[提问]通过前面例题的讲解,大家总结一下根据化学方程式计算的要领是什么?关键是什么?
[总结]化学方程式计算的三个要领和三个关键。
三个要领:①步骤要完整;②格式要规范;③得数要准确。
三个关键:①准确书写化学式;②化学方程式要配平;③准确计算相对分子质量。
[注意] 化学方程式反映的是纯物质间的质量关系,因此遇到不纯物,要先把不纯的反应物或生成物的质量换算成纯物质的质量,才能代入化学方程式进行计算。涉及到的公式为:纯度=×100%;若带入量为气体体积,也应该换算成质量,公式为m=ρV;
三、典例剖析
例1 某学生要用一定量的氯酸钾进行实验,制取所需的4瓶氧气(密度=1.43g/L),每瓶250mL,至少需要氯酸钾多少克?(精确到0.01g)
【分析】此题是给出生成物氧气的体积,求反应物氯酸钾的质量,应先把氧气的体积换算成质量,然后利用化学方程式中的质量关系进行计算。
【解】设需要氯酸钾的质量为x
答:至少需要氯酸钾的质量为3.65g。
例2 碳酸钙是牙膏中一种常用的摩擦剂,可用石灰石作原料来制备。宜昌市某牙膏厂现有一批石灰石样品,小丽为探究其所含碳酸钙的质量分数,称取500g样品,磨成粉末后,放在电炉上高温煅烧至质量不再发生变化,称量剩余物质的质量为302g。有关反应的化学方程式为CaCO3 CaO+CO2↑,假设石灰石样品中杂质不参加反应。据此我能计算:
(1)生成二氧化碳的质量;
(2)此石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
【分析】根据化学方程式计算时,根据各物质的质量成比例,这里的“成比例”必须是纯净物之间的质量关系。如果题目的已知量中没有纯净物,一般要根据质量守恒定律,找出已知量。如本题中,经过分析500g样品是混合物的质量,302g剩余物也是混合物的质量。煅烧前后质量减少的部分就是生成的二氧化碳的质量,是纯净物。
【解】(1)根据质量守恒定律,二氧化碳的质量为:500g-302g=198g。
(2)设500g石灰石样品中碳酸钙的质量为x。
此石灰石样品中碳酸钙的质量分数为:450g÷500g×100%=90%
答:(1)生成二氧化碳的质量为198g。(2)此石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90%。
四、课堂检测
完成练习册中本课时对应课堂作业部分。
五、课堂小结
[提问]通过今天的学习,你学到了哪些知识?
[小结]根据化学方程式的计算,关键在于正确书写化学方程式,这里包括正确书写反应物、生成物的化学式,化学方程式的配平。解题时一定要认真审题,解题思路要正确、解题步骤要完整,书写格式要规范,计算数据要准确。
六、布置作业
完成练习册中本课时对应课后作业。
课题3 利用化学方程式的简单计算
1.根据化学方程式计算的解题步骤
(1)设未知量;
(2)写出反应的化学方程式并配平;
(3)写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量;
(4)列出比例式,求解;
(5)简明地写出答案。
2.根据化学方程式计算的三个要领和三个关键
(1)三个要领:①步骤要完整;②格式要规范;③得数要准确。
(2)三个关键:①准确书写化学式;②化学方程式要配平;③准确计算相对分子质量。
本课题“利用化学方程式的简单计算”主要包括两种类型:一种是已知反应物的质量求生成物的质量;一种是已知生成物的质量求反应物的质量。但无论哪一种计算都是以化学方程式为理论依据进行的,所以一定使学生明白化学方程式在“质”和“量”两方面的意义。本课题内容虽是计算,但这种计算对数学方面的知识要求并不高,只要能正确列出比例式并能计算即可,教师不必再进一步拓深,但教师要结合具体的实例教会学生分析题意,学会如何解计算题,重点引导学生按照化学特点进行思维的良好习惯,养成正确地审题、解题习惯,找准解题的突破口,培养学生严格认真的科学态度和书写完整、规范的良好学习习惯。
相关资料
更多