根据化学方程式的计算

根据化学方程式的计算教学目标知识技能：使学生理解过量计算的实质与原理；初步掌握过量计算的基本题型与解题方法。能力培养：培养学生的观察能力、抽象思维能力、逻辑思维能力与创新思维能力。科学思想：培养学生运用透过现象看本质的辩证唯物主义观点分析与认识化学问题。科学品质：培养学生勇于探索的创新精神以及严谨求实的科学态度。科学方法：使学生初步掌握变式思维法以及归纳演绎归纳法在化学计算中的应用。重点、难点过量计算的原理与方法；将化学问题抽象为数学问题的思维能力；运用归纳演绎归纳法研究化学计算的思维方法。教学过程设计教师活动 学生活动 设计意图 【引入】试从定量角度阐述化学方程式2H2S+O2=2S+2H2O 的含义？归纳：（1）守恒关系反应前后各元素的原子个数守恒，质量守恒。（2）定比关系：2H2S+O2=2S+2H2O21222mol1mol2mol2mol68g32g64g36g启动思维，为理解过量计算的原理进行铺垫。【设问】物质间的反应是依照投入量之比进行，还是遵循化学方程式中的“定比”进行？为什么？当物质的投入量之比化学方程式中相关物质的“定比”时的计算属于哪种基本计算类型？【评价并板书】利用化学方程式的计算一、过量计算讨论并归纳：（1）化学方程式是建立在质量守恒定律的基础上，客观反映了物质转化中的量比关系；而投入量之比是任意的，与物质的反应量之比没有直接关系。（2）当物质的投入量之比化学方程式之定比时，必有某种反应物剩余，属于过量计算。启发学生认识过量计算产生的前提并引出课题。【设问】过量计算是近年高考化学计算的热点与难点之一，对过量计算你感到最困难的是哪一点？（注 1）思考、讨论、各抒己见。（1）不知道怎样辨认过量计算题型，因而常常丢解。引导学生对已学知识进行自我反馈，激发求知欲。教师活动 学生活动 设计意图 【聆听后归纳】同学们的困惑主要集中在四个方面：1如何辨认过量计算？2过量计算的基本原理是什么？3过量计算的基本题型与解题要点如何？4过量计算中化学问题与数学函数图象的结合点是什么？本节课将就这四个方面展开研究。（2）不清楚过量计算的基本原理，思路不清。（3）不知道如何判断过量，特别是含有字母数据的问题。（4）对涉及两个以上化学方程式的过量计算感到困难。（5）不知怎样利用过量计算的结果作函数图象在归纳反馈信息的基础上，给出本节课的教学内容，提高学生学习的主动性。【投影】例 1 对某一反应，根据题目给出的信息，肯定属于过量计算的是（ ）。同时给出两种相互反应的物质的量；同时给出两种相互反应物质的总量；同时给出一种反应物和一种产物的量；同时给出反应前、后物质的差量与反应物的总量。（A）只有 （B）只有、（C）只有、讨论后分析：对某一确定反应，各物质的变化量之比应为定值，若已知一种反应物的量，则其它反应物的消耗量，反应物的总消耗量、产物量、反应前后的差量均已被确定。因此当同时给出两种以上物质间量关系的计算，均应首先确定两者是否符合化学方程式中的定比关系，属于过量计算。（D）为正确选项。启发学生理解并掌握过量计算的实质；培养学生的观察能力、抽象思维能力与严谨科学态度。（D）全部都是请说明理由。【评价后板书】1什么是过量计算：同一反应中，同时给出两种以上物质间的量关系的计算均属于过量计算。【投影】例 2 下列数据不能作为过量问题中，利用化学方程式计算依据的是（ ）。（A）不足量反应物的量（B）产物量 （C）差量（D）两种反应物的总量请说明理由。【评价后板书】2过量计算的原理：以实际变化量（不足量反应物的量或产物量或差量等）为依据，利用化学方程式计算。讨论后分析：化学方程式表达的是各物质的实际变化量之比。其中（A）、（B）、（C）为实际变化量；唯有（D）有可能有剩余量，故（D）不能作为利用化学方程式计算的依据。启发学生理解过量计算的原理；培养学生的观察能力与抽象思维能力。教师活动 学生活动 设计意图 【设问】过量计算的解题关键是什么？【追问】怎样来确定过量物质呢？【讲述】下面我们以 H2S 在空气中燃烧反应为例，深入研究过量计算有哪些基本题型，各类题型的思维要点与解题方法是怎样的。思考后分析：判断过量物质。思考后分析：根据化学方程式定比关系确定。启发学生初步掌握数字型过量计算的思维要点与解题方法；培养抽象思维能力与逻辑思维能力。【投影】例 3 （1）写出 H2S 燃烧反应的化学方程式。（2）若通入的 O2为 1mol，请填写下表：（3）当 n（H 2S）n（O 2）=11 时，求 S 量可采用哪些解题方法？为什么？你认为哪种方法最简便？试写出该计算过程。（4）请设计一道过量计算题，可运用加合方程式的配平法计算。你设计这道题的原则是什么？【评价后归纳】多步转化反应的过量计算，当两种反应物的物质的量之比介于两个极端反应化学方程式中相应化学计量数比之间时，可用加合方程式配平法简化主算。板演：（1）2H 2S+O2=2S+2H2O（2）S+O 2=SO2 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 一名学生笔答在投影片上并展示：（3）讨论后分析：当 31n（H 2S）n（O 2）12 时，H 2S 与 O2完全消耗生成 S 和SO2的混合物。可运用：分步求解法；联立方程法；十字交叉法；待定系数法（或加合方程式配平法）。其中法最简便：1mol 0.5mol讨论、设计并归纳：设计原则是：应当涉及两步转化反应，如：Al 3+OH-、P+Cl 2两种反应物的物质的量之比应介于两个数学方程式中它们的化学计量数之比之间。通过引导一题多解，培养思维的灵活性。通过引导学生自行设计题，以巩固知识，深化理解，培养创新思维能力，激发探索精神与学习兴趣。教师活动 学生活动 设计意图 【投影】竞赛：1.24mLH2S 在 30mLO2中燃独立完成后汇报计算方法与结果：巩固对数字型过量计算的解题技烧可生成 SO2多少毫升？（同温、同压下测定）2将 20mLNO2和 NH3的混合气体在一定条件下充分反应，化学方程式：6NO2+8NH3=7N2+12H2O。已知参加反应的 NO2比 NH3少 2mL（气体体积均在相同条件下测定），则原混合气中 NO2与 NH3的体积比可能为多少？【评价】表扬解题速度快、解题方法简便、计算结果正确的学生，纠正错误解法。【启发与设问】化学计算由于涉及的反应不同，数据的设置角度或方式也可不同而导致了题目形式的灵活多变，但无论哪种形式的数字型过量计算都具有两个最基本的思维要素，你能用最简洁明确的语句加以概括吗？【评价后板书】3过量计算的基本题型与解题要点：（1）数字型过量计算：将已知量与化学方程式中相关量之比作比较后直接判断过量；根据实际变化量利用化学方程式计算。1.31243012，可用配平法：24H2S+30O2=6S+18SO2+24H2O，生成 SO218mL。2根据参加反应的 NO2比 NH3少 2mL，对照化学方程式，可知消耗的 NO2为6mL，NH 3为 8mL。讨论：若 NH3过量，则V（NO 2）=6mL，V（NH 3）=14mLV（NO 2）V（NH 3）=614=37若 NO2过量，则V（NH 3）=8mL，V（NO 2）=12mL，V（NO 2）V（NH 3）=128=32。讨论并归纳：数字型过量计算的最基本的思维要素就是两个计算依据：（1）根据化学方程式的定比关系判断过量物质；（2）以实际变化量（包括不足物质的量、产物量、差量）为依据利用化学方程式计算。能技巧的掌握；培养迁移能力、观察能力，以及严谨的科学态度。通过竞赛，激发学习兴趣与进取精神。【演绎】若已知量为字母数据时，如何确定过量物质？讨论后分析： 启发理解并掌握字母型过量计算【投影】 的思维要点与解题教师活动 学生活动 设计意图 例 4 1LH2S 在 aLO2中燃烧，可能涉及的反应有（常温、常压下）2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O a 在什么取值范围时，计算只涉及反应？哪种物质过量？如何计算生成 SO2的体积？试填写下表：观察后两组数据，为什么V（余）的计算结果相同？为什么唯有第一组数据中 V（余）计算结果之不同？（提示：请仔细观察两个化学方程式中各物质的化学计量数与 V值之比）。若只讨论 a 在不同取值范围时的 V 值或 V（余）值，只需根据哪个化学方程式，分成几种情况讨论？为什么？反应；因 O2适量或过量，SO2的体积由 H2S 的体积计算得1L。（2）讨论后分析：（1）两个化学方程中 H2S与 V 之比均为 23。（2）当 H2S 不足时，V 恒等于 V（H 2S），因此后两组V（余）相同。当 H2S 过量时，V 应由 O2量计算，故第一组与后两组V（余）相同。在教师引导下思考并讨论：问题的焦点在于能否根据 H2S 量计算 V 或 V（余）值，因此应以化学方程式作为界点的判据，分两种情况讨论：n（H 2S）n（O 2）=1a21，H 2S 过量，V=3V（O 2）；方法；培养逻辑思维能力与抽象思维能力。n（H 2S）n（O 2）=1a21；H 2S 不足或适量，V= V（H 2S）。【引导】试归纳字母型过量计算的解题要点，这类计算与数字型过量计算有何异同？讨论并归纳：（1）两类计算的共同点：均以化学方程式为依据确定过进行透过现象看本质的辩证唯物主义观点的教育，教师活动 学生活动 设计意图 【评价后板书】（2）字母型过量计算的解题要点：按化学方程式计算适量反应时字母的取值（或比值）确定界点；以界点为界分域讨论仍以不足物质的量为依据计算。【设问】界点数目与涉及化学方程式的数目有何关系？量物质；均以不足物质的量或实际变化量为依据计算。（2）两者不同处主要在于如何确定过量物质。数字型过量计算可直接将已知数据与化学方程式比较后确认，字母型过量计算则需要确定反应界点，再分域讨论。思考后归纳：一般情况下两者相同，但有些情况下两步反应也可能简化成一个界点问题。培养抽象思维能力与归纳能力。启发学生初步掌握归纳演绎归纳法在化学计算复习中的应用。【巩固与发散】1将上例中 aLO2改为 aL空气，计算 V（余）有何变化？2若已知 H2S 和 O2的总体积为 1L，其中 H2S 的体积分1思维发散并分析：将 V（O 2）=a 代替V（O 2）=a 计算。2（1）由化学方程式确定界点：x= ；当 x 时，H 2S 过启发学生认识变式思维法在化学计算中的应用；巩固字母型过量计算的解题技能；培养发散思维能力与运数为 x，（1）试写出 x 在不同取值范围时，反应后气体体积V=f（x）的代数函数式；（2）画出 V 随 x（01）变化的曲线。3课后选作：若上述气体中混有 H2，其中 O2和 H2的体积分数分别为 x、y。（1）若 x=0.2，试计算燃烧后气体总体积 V；（2）若 y=0.2，试作出 V 随 x 变化的曲线（气体体积均在 298K、1.0110 5Pa下测定）。量V=3V（O 2）=3（1-x），V=3x-2；当 x 时，O 2过量或适量，V= V（H 2S）= x，V=1- x。（2）当 x=0 时，V=1；当 x= 时，V=0；当 x=1 时，V=1。由此作图：用数学工具解决化学问题的抽象思维能力。通过布置选作题，激励优秀生的进取精神与探索精神。教师活动 学生活动 设计意图 【设问】该曲线的化学内涵是什么？试归纳化学反应所涉及的化学方程式与数学函数式和函数图象间的内在联系是什么？【归纳并板书】4字母型过量计算中化学方程式数学函数式函数图象间的联系：讨论后归纳：（1）三点的化学含义：起点（0，1）表示只有 O2，反应不发生，V=1L；界点（ ，0）表示 H2S 与 O2适量反应生成 S 和 H2O，无气体剩余；终点（1，1）表示只有 H2S，反应不发生，V=1L。（2）曲线的含义：x 的取值为 0 ，H 2S 不足，余气体积依据 H2S 计算时的函数式对应于左半段直线；x 的取值为 1 时，O2不足，V 值由 O2量计算时的函数式对应于右半段曲线。思考并归纳。【小结】2复习化学计算的方法：（1）变式思维法启发学生归纳并掌握本节课的教学重点；初步掌握变式思维法与归纳演绎归纳法在复习中的应用。【随堂检测】1用 1 L0.1molL NaOH 溶液吸收 0.8molCO2，所得溶液中 CO32-与 HCO3-的物质的量浓度比约是_。