高中化學物質的量在化學方程式計算中的應用教案

　　從容說課

　　在初中，學生已經知道了化學中反映物和生物之間的質量關係，並學習了運用化學方程式進行有關質量的計算。本節是在初中知識的基礎上進一步揭示化學反應中反應物、生成物之間的粒子數關係，並學習物質的量、物質的量濃度、氣體摩爾體積等應用於化學方式的計算。將這部分內容安排在這一節，主要是為了分散前一章的難點，同時，在打好有關知識基礎的前提下在來學習本內容，有利於學生對有關知識和技能的理解、掌握和記憶。

　　本節內容是學生今後進一步學習中和滴定等知識的重要基礎，在理論聯絡實際方面具有重要作用。同時，對於學生了解化學反應規律、形成正確的有關化學反應的觀點也具有重要意義。因此，這一節的內容在全書中有其特殊的地位和作用。應讓學生在學好本節知識的基礎上，在以後的學習過程中不斷地應用，鞏固。

　　本節內容實際上是前面所學知識和技能和綜合運用，涉及中學化學反應中許多有關的物理量及各物理量間的換算，綜合性很強，這是這一節的特點，也是它的重、難點。在教學中，採用啟發、引導、邊講邊練的方法，在例題中，適當分解綜合性，逐步提問，使綜合性逐步增加，以題逐步培養學生運用知識和技能的能力。為掌握好本節中的相關知識，可適當補充一些不同型別的題作課堂練習，發現問題及時解決，並注意引導學生總結規律、理清思路。

　　教學目標

　　1.使學生掌握物質的量、物質的量濃度、氣體摩爾體積應用於化學方程式的計算方法和格式。

　　2.使學生加深對物質的量、物質的量濃度、氣體摩爾體積等概念的理解，及對化學反應規律的認識。

　　3.培養學生綜合運用知識的能力和綜合計算的能力。

　　教學重點

　　物質的量、物質的量濃度、氣體摩爾體積應用於化學方程式的計算。

　　教學難點

　　物質的量、物質的量濃度、氣體摩爾體積應用於化學方程式的計算。

　　教學方法

　　啟發、引導、講解、練習

　　課時安排

　　二課時

　　教學用具

　　投影儀

　　教學過程

　　第一課時

　　［引入新課］有關化學方程式的計算，我們在初中就已經很熟悉了，知道化學反應中各反應物和生成物的質量之間符合一定的關係。透過前一章的學習，我們又知道構成物質的粒子數與物質的質量之間可用物質的量做橋樑聯絡起來。既然化學反應中各物質的質量之間符合一定的關係，那麼，化學反應中構成各物質的粒子數之間、物質的量之間是否也遵循一定的關係呢?能不能把物質的量也應用於化學方程式的計算呢?這就是本節課我們所要學習的內容。

　　［板書］第三節物質的量在化學方程式計算中的應用(一)

　　一、原理

　　［講解］我們知道，物質是由原子、分子或離子等粒子組成的，物質之間的化學反應也是這些粒子按一定的數目關係進行的。化學方程式可以明確地表示出化學反應中這些粒子數之間的數目關係。這些粒子之間的數目關係，又叫做化學計量數ν的關係。

　　［講解並板書］

　　2H2 ＋ O2 2H2O

　　化學計量數ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2

　　擴大NA倍： 2NA ∶ NA ∶ 2NA

　　物質的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol

　　［師］由以上分析可知，化學方程式中各物質的化學計量數之比，等於組成各物質的粒子數之比，因而也等於各物質的物質的量之比。

　　［板書］化學方程式中各物質的化學計量數之比，等於組成各物質的化學粒子數之比，也等於各物質的物質的量之比。

　　［師］有了上述結論，我們即可根據化學方程式對有關物質的物質的量進行定量計算。

　　［教師］進行物質的量應用於化學方程式的計算時，須按以下步驟進行：

　　［板書］1.寫出有關反應方程式

　　2.找出相關物質的計量數之比

　　3.對應計量數，找出相關物質的物質的量

　　4.根據(一)的原理進行計算

　　［師］下面，我們就按上述步驟來計算下題。

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

　　［講解並板書］

　　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。

　　［問］請大家口答，上述反應中生成水的物質的量是多少？

　　［生］0.1 mol。

　　［過渡］實際上，我們在運用有關化學方程式的計算解決問題時，除了涉及有關物質的物質的量外，還經常涉及到物質的質量、濃度、體積等物理量。這就需要進行必要的換算。而換算的核心就是——物質的量。請大家回憶前面學過的知識，填出下列各物理量之間的轉換關係。

　　［板書］三、物質的量與其他物理量之間的關係

　　［請一位同學上黑板來填寫］

　　［學生板書］

　　［師］請大家根據上述關係，口答下列化學方程式的含義。

　　［投影］ H2＋Cl2====2HCl

　　化學計量數比

　　粒子數之比

　　物質的量比

　　物質的質量比

　　氣體體積比

　　［學生口答，教師把各物理量的比值寫於投影膠片上。它們依次是：1∶1∶2；1∶1∶2；1∶1∶2；2∶71∶73；1∶1∶2］

　　［師］根據化學方程式所反映出的這些關係，可以進行多種計算。但要根據題意，明確已知條件是什麼，求解什麼，從而合理選擇比例量的單位。列比例式時應注意，不同物質使用的單位可以不同，但要相應，同一物質使用的單位必須一致。

　　［過渡］下面，我們就在掌握上述各物理量之間關係的基礎上，來系統、全面地學習物質的量應用於化學方程式的計算。

　　［板書］四、物質的量在化學方程式計算中的應用

　　［練習］在上述例題中，計算所需H2ＳO4的質量是多少?

　　［學生活動，教師巡視］

　　［師］以下是該題的一種解法，供大家參考。

　　［投影］2NaOH ＋ H2ＳO4====Na2SO4＋2H2O

　　2 mol 98 g

　　0.1 mol m(H2SO4)

　　m(H2SO4)= =4.9 g

　　答：所需H2ＳO4的質量為4.9 g。

　　［師］下面，請大家根據自己的理解，用自認為簡單的方法計算下題，要求用規範的格式、步驟進行解答。

　　［投影］例2：將30 g MnO2的質量分數為76.6%的軟錳礦石與足量12 molL－1濃鹽酸完全反應(雜質不參加反應)。計算：

　　(1)參加反應的濃鹽酸的體積。

　　(2)生成的Cl2的體積(標準狀況)。

　　［學生計算，教師巡視，並選出有代表性的解題方法，讓學生寫於投影膠片上，以備展示］

　　［師］請大家分析比較以下幾種解法。

　　［投影展示］解法一：

　　(1)MnO2的摩爾質量為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：參加反應的濃HCl的體積為0.087 L,生成Cl2的體積在標況下為5.8 L。

　　解法二：

　　(1)MnO2的摩爾質量為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：參加反應的濃HCl的體積為0.087 L,生成Cl2的體積在標況下為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：參加反應的濃HCl的體積為0.087 L，生成Cl2的體積在標況下為5.8 L。

　　［問］大家認為以上哪種解法更簡單呢？

　　［生］第三種解法更簡捷！

　　［師］當然，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透過不同的途徑。希望大家在以後的學習中能多動腦筋，多想些方法，以促使自己的思維能力能更上一層樓！

　　下面，請大家用本節課學到的知識來計算課本P31五、與P42二、4並與以前的計算方法相比較。

　　［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，計算生成的氣體在標準狀況下的體積(標準狀況下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，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

　　［學生活動，教師巡視］

　　［問］透過做以上兩題，大家有什麼體會？

　　［生］用物質的量計算比用其他物理量簡單！

　　［師］對！這也是我們學習本節課的目的`之一，即把物質的量應用於化學方程式的計算，可使計算簡單化。也是我們中學化學計算中最常用的一種方法。

　　［本節小結］本節課我們運用化學計算中的一個基本規律：化學方程式中各物質的化學計量數之比等於各物質的物質的量之比對幾個問題進行了分析，在學習中除了要用好上述規律外還要注意解題的規範性。

　　［作業］習題：一、3、4 二、3、4 三、2

　　板書設計

　　第三節物質的量在化學方程式計算中的應用(一)

　　一、原理

　　2H2 ＋ O2 2H2O

　　化學計量數ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2

　　擴大NA倍： 2NA ∶ NA ∶ 2NA

　　物質的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol

　　化學方程式中各物質的化學計量數之比，等於組成各物質的化學粒子數之比，也等於各物質的物質的量之比。

　　二、步驟

　　1.寫出有關化學反應方程式 2NaOH ＋ H2SO4====Na2SO4＋2H2O

　　2.找出相關物質的計量數之比 2 1

　　3.對應計量數，找出相關物質的物質的量 0.1 mol n(H2SO4)

　　4.根據(一)原理進行計算＝

　　n(H2SO4)= =0.05 mol

　　三、物質的量與其他物理量之間的關係

　　四、物質的量在化學方程式計算中的應用

　　教學說明

　　透過初中的學習，學生已知道了化學反應中反應物和生成物之間的質量關係，並學習了運用化學方程式進行有關質量的計算。本節課主要揭示了化學反應中反應物、生成物之間的粒子數關係，並運用化學方程式中化學計量數之比等於各物質的物質的量之比這一規律，教學中把物質的量，以及物質的量濃度等應用於化學方程式中進行計算，從而使同學們充分意識到運用物質的量進行計算的簡捷性和廣泛性。

　　參考練習

　　1．同體積同物質的量濃度的稀H2SO4與NaOH溶液混合後，滴入石蕊試劑後溶液是 ( )

　　A．紅色 B．紫色 C．藍色 D．無色

　　答案：A

　　2．在標準狀況下，11．2 L CH4在足量O2中燃燒，反應後生成的氣態物質所佔的體積為 ( )

　　A．11.2 L B．5.6 L C．22.4 L D．16. L

　　答案：A

　　3．物質的量相等的Na、Mg、Al分別跟足量稀H2SO4反應，產生的氫氣的物質的量之比為 ( )

　　A．1：l：l B．1：2：3

　　C．I：3：3 D．3：2：1

　　答案：B

　　4．相同質量的Mg和Al分別與足量的鹽酸反應，所生成的氫氣在標準狀況下的體積比是( )