《化学方程式》参考教案

∕9第三节化学方程式教学目标：知识与技能能正确书写简单的化学反应方程式，并据此进行简单的计算。过程与方法：认识书写化学方程式的依据，理解内容和形式的辨证关系。情感态度价值观：认识定量研究对化学科学发展的意义。教学内容1．用化学方程式可以表示化学变化。书写化学方程式遵循的原则是：（1）以客观事实为依据；（2）符合质量守恒定律。2．依据化学方程式进行化学反应简单计算的方法。教学重点1．化学反应方程式的书写及配平；2．有关化学方程式的计算教学难点：1．化学方程式的配平2．化学方程式的计算教学过程一、化学反应的表示方法1．化学方程式的原则（1）严格遵循质量守恒定律，即需要化学方程式配平（2）严格尊重实验事实，不可主观臆造2．化学方程式的意义：以P为例4P+5O22P2O54×315×322×142（1）磷和氧气在点燃的情况下，完全燃烧，生成了五氧化二磷（2）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）每124份质量的磷在点燃的情况下，能与160份质量氧气完全反应，生成284份质量五氧化二磷3．化学方程式的配平书写化学方程式必须遵守质量守恒定律。因此，在化学方程式两边的化学式前面要配适当的化学计量数，使化学方程式左、右两边每一种元素的原子总数相等。化学方程式配平后，短线改成等号。配平化学方程式的方法有多种，这里介绍几种简单的方法：（1）最小公倍数法：例如配平化学方程式：NH3+Cl2—N2+NH4Cl观察上式：左边有3H，右边有4H，氢原子的最小公倍数是12。因此，在NH3前配上化学计量数4，在NH4Cl前配上化学计量数3，即：4NH3+Cl2—N2+3NH4Cl上式中：右边有3Cl，所以在左边的Cl2前配“3/2”（使Cl原子个数相等）；左边有4N，右边的3NH4Cl中有3N，所以在N2前应配“1/2”（使N原子数相等），即：4NH3+Cl2—N2+3NH4Cl上式两边分别乘以2，使各项化学计量数变成最小整数比，即：8NH3+3Cl2==N2+6NH4Cl（2）观察法先找出化学方程式中原子数目多的化学式，令该化学式的化学计量数为1例如：配平化学方程式NH3+O2—NO+H2ONH3的原子数目比较多，令其化学计量数为1；依据“等号”两边各种原子的数目相等确定其他各项的化学计量数。上式中有1N和3H，所以右边的NO前面应配“1”（使N原子个数相等），H2O前面应配2/3（使H原子的个数相等），此时，右边有5/2个O，所以左边的O2前面应配5/4（使氧原子个数相等），即：NH3+5/4O2—NO+3/2H2O，将其化学方程式前的化学计量数转化为最小整数比：4NH3+5O2==4NO+6H2O注：注明反应条件和生成物的状态（1）许多化学反应需要一定的条件才能发生，因此，需要在化学方程式中注明反应发生的基本条件。如把点燃、加热（常用“△”号表示）、催化剂、通电等，写在“等号”的上方或下方。（2）如果化学反应中有气体生成，在该气体物质的化学式右边要注“↑”；如果生成物中有不溶于水的固体时，则在该固体物质的化学式右边要注“↓”号。（3）如果反应物和生成物中都有气体时，气体生成物中就不需注“↑”；同样，如果反应物和生成物都有不溶于水的固体时，固体生成物也不需注“↓”。书写化学方程式常见的错误：（1）写错物质的化学式；（2）随意臆造生成物或事实上不存在的化学反应；（3）化学方程式没有配平；（4）漏标或错标气体生成物或沉淀生成物的记号；（5）错写或漏写反应必需的条件。练习：1．C2H6+O2—CO2+H2O2．Al+MnO2—Al2O3+Mn3．C2H2+O2—CO2+H2O4．Fe+H2O—Fe3O4+H25．Fe2O3+CO—Fe+CO26．Mg+N2—Mg3N27．NO2+H2O—HNO3+NO8．KNO3+S+C—K2S+N2+CO29．FeS+O2—Fe2O3+SO210．Fe2O3+HCl—FeCl3+H2O二、依据化学方程式的计算1．根据化学方程式计算的步骤（1）设：根据题意设未知数；（2）写：书写正确的化学方程式；（3）找：找出已知量和未知量的质量关系；（4）列：列出比例式并求解；（5）答：检查结果，简明作答。2．根据化学方程式计算应该注意的事项（1）正确书写化学方程式，准确列出有关反应物或生成物的质量比；（2）列式时，各物质的质量单位必须统一，对应关系要正确；（3）反应物、生成物都必须是纯净物，如果是混合物，应该不纯物的质量按题意转化为纯净物的质量；（4）解题的过程要完整，规范（5）设未知数是要指明物理量，不要带单位。例题：某实验室中需要1.6g氧气进行实验。若用电解水的方法制取这些氧气，需要消耗水多少克？同时可生成氢气多少克？解：设消耗水的质量为x，得到氢气的质量为y2H2O2H2↑+O2↑36432xy1.6gx=1.8g；y=0.2g答：电解消耗1.8g水，同时生成0.2g氢气。常见题型：1．已知反应物（或生成物）的质量（或密度、体积），如何求另一反应物（或生成物）的质量（或体积）？例1.中国登山协会为纪念我们首次攀登珠穆朗玛峰成功50周年，再次组织攀登珠峰活动。阿旺扎西等一行登山运动员于2003年5月21日13（1）这些氧气在标准状况下的体积是多少升？（标准状况下氧气密度为1.43g/L）（2）若在实验室用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要多少千克的高锰酸钾？（3）用这种方法给登山运动员供氧，是否可行？简述理由。答：（1）4.8kg氧气在标准状况下的体积为4.8Kg/1.43(g/L)=3.36103（2）设需要高锰酸钾的质量的质量为x2KMnO4△===K2MnO4+MnO2+O2↑31632x4.8kgx=3164.8/32=47.4kg（3）不行。此法成本太高，经济上不合算；或在实验室制如此多氧气，耗时太长。分析：此题难度不高，主要考查学生有关化学方程式计算的两个重要的注意点：(1)气体体积和气体质量的换算（即气体体积=气体质量÷气体密度）；(2)化学方程式中单位的换算，如题目中出现“kg”与“g”之间的换算。此题中不仅仅是一道有知识背景的简单计算，还考查了学生仔物质制备时是否考虑原料成本和反应时间的因素。2．已知混合物中的一反应物（或生成物）的质量，如何求混合物中另一反应物（或生成物）的质量？例2．煅烧含碳酸钙80%的石灰石100t，生成二氧化碳多少吨？若石灰石中的杂质全部进入生石灰中，可以得到这样的生石灰多少吨？解：设生成二氧化碳的质量为xCaCO3CaO+CO2↑10044100t×80%xx=35.2t生石灰的质量：100t-35.2t=64.8t3．利用化学反应测定的实验数据，如何进行物质的计算和推断？例3.某同学前往当地的石灰石矿区进行调查，他取回了若干块矿石样品，对样品中碳酸钙的质量分数进行检测，采用了的办法如下：取用8g这种石灰石样品，把40g稀盐酸分4次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含的杂质不溶于水，不与盐酸反应）。请计算：（1）8g石灰石样品中含有杂质多少克？（2）样品中碳酸钙的质量分数是多少？（3）下表中m的数值应该为多少？序号加入稀盐酸质量（g）剩余固体质量（g）第1次105.5第2次10m第3次101.2第4次101.2（4）要得到280kgCaO，需要质量分数为80%的石灰石多少千克？(化学方程式：CaCO3CaO+CO2↑)解：（1）8g石灰石样品中含有杂质为1.2g。（2）样品中碳酸钙的质量分数＝85％（3）m＝5.5g-（8g-5.5g）＝（4）设需要80%的石灰石的质量为xCaCO3CaO+CO2↑10056X×80％280kgx＝625kg分析：此题通过不断改变所加入的稀盐酸的质量，观察剩余固体的质量来判断稀盐酸何时不足，石灰石中CaCO3何时完全反应。由表中数据可知，在第三次加入10g盐酸后，固体剩余物质量不再减少，说明剩余的1.2g固体不和稀盐酸反应，应为杂质。然后，用8g石灰石样品质量－杂质质量＝CaCO3质量。再除以样品质量，即可求出样品中碳酸钙的质量分数。第三小问也可从题意得出正解，即第一次加10g酸时固体的质量减少应和第二次一样，所以第二次剩余的固体质量就是3g。最后一问可利用含杂质问题的解题方法处理。典型例题：1．某研究小组查阅了《厦门2001年海洋环境公报》得知：厦门海域的主要污染物是化学需氧量（COD）、磷氮、油类、铅和汞等，其中COD是指一定量海水与高锰酸钾或K2Cr2O7发生氧化反应时所用高锰酸钾或K2Cr2O7的量。据此回答：（注Cr是铬元素的元素符号）（1）高锰酸钾的化学式为________________。（2）受污染的海水含有X物质，它与K2Cr2O7反应的化学方程式为X+5K2Cr2O7+20H2SO7＝6CO2+5K2SO4+5Cr2(SO4)3+23H2O，则X的化学式为_____________。（3）根据你的观察和调查指出这些污染物的主要来源是__________________________________。（4）海水是资源大宝库，请写出能从未污染的海水中提取或加工得到的物质：（填化学式）_________。2．法轮功邪教组织头目李洪志说，他通过发功能使铝发生化学反应，变成铜和金。请根据化学知识来判断正误，并提出你的理由。3．H2和O2的混合气体10g，点燃后充分反应生成9g水，则原混合气体中H2和O2的质量之比为_________。4．饱和食盐水在直流电的条件下可生成氢氧化钠、氯气和氢气。氢气和氯气反应又可生成氯化氢，氯化氢溶于水生成盐酸。这样实验可制取生产、生活中需求量很多的氢氧化钠和盐酸。这一工程工业上称之为氯碱工业。（1）写出生产过程中发生的化学方程式：__________________________________________________。（2）简述利用化学反应原理进行工业生产应考虑哪些因素？5．高级汽车中常配置一种汽车安全气囊，内部贮存有硝酸铵。当汽车高速行驶中受到猛烈撞击时，硝酸铵迅速分解出大量的一氧化二氮气体和另一种氧化物充满气囊，隔在乘员和挡风玻璃、方向盘之间，防止乘员受伤。（1）写出硝酸铵受撞击时发生分解反应的化学方程式_________________________________________；（2）从安全角度，在存放和使用化肥硝酸铵时要注意哪些问题？6．化学变化中常伴有能量转化，这是因为不同的物质包含的化学能大小不同，在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能、光能或电能等。（1）举出一个从环境中吸取热能的物理变化的例子。（2）镁条燃烧时，化学能转化为________能和________能。（3）已知氢气在氧气中燃烧生成水的变化放出热能。根据能量守恒原理，反应前氢气和氧气的混合物所包含的化学能比反应后水包含的化学能_________（填“高”或“低”），理由是____________________。7．煤是重要的工业原料，用煤直接做燃料不仅是极大的浪费，而且固体煤中含有的硫在燃烧时生成二氧化硫气体造成大气污染。北部某城市冬季取暖约为120天，每天消耗含硫1%的煤200吨。（1）该城市一个冬季向大气排放多少吨二氧化硫气体?（2）从环保角度考虑，请你提出三个合理化建议。参考答案1．（1）KMnO4；（2）C6H6；（3）工业废水的任意排放；石油的泄漏；（4）NaCl（其他合理答案也可）2．他的观点是错误的。根据化学反应的本质，一切化学变化里，反应前后原子的种类、数目没有改变，质量也基本不变。铝是由铝原子构成，铜是由铜原子构成，金是由金原子构成的。所以铝原子无法通过化学变化生成金原子和铜原子。所以可见李洪志的说法是伪科学的，纯属歪理邪说。3．1：9或1：4提示：因为生成了9g水，则说明参加反应的混合气体总质量也为9g，而原气体总质量为10g。所以还有1g气体没有反应