教学目标 知识目标 使学生掌握反应物中有一种过量的计算; 使学生掌握多步反应的计算。 能力目标 通过化学计算,训练学生的解题技能,培养学生的思维能力和分析问题的能力。 情感目标 通过化学方程式的计算,教育学生科学生产、避免造成不必要的原料浪费。 教学建议 教材分析 根据化学方程式的计算,是化学计算中的一类重要计算。在初中介绍了有关化学方程式的最基本 的计算,在高一介绍了物质的量应用于化学方程式的计算。本节据大纲要求又介绍了反应物中有一种 过量的计算和多步反应的计算。到此,除有关燃烧热的计算外,在高中阶段根据化学方程式的计算已 基本介绍完。 把化学计算单独编成一节, 在以前学过的关化学方程式基本计算的基础上, 将计算相对集中编排, 并进一步讨论有关问题,这有利于学生对有关化学方程式的计算有一个整体性和综合性的认识,也有 利于复习过去已学过的知识,提高学生的解题能力。 教材在编写上,注意培养学生分析问题和解决问题的能力,训练学生的科学方法。此外,还注意 联系生产实际和联系学过的化学计算知识。如在选择例题时,尽量选择生产中的实际反应事例,说明 化学计算在实际生产中的作用,使学生能认识到学习化学计算的重要性。在例题的分析中,给出了思 维过程,帮助学生分析问题。有些例题,从题目中已知量的给出到解题过程,都以物质的量的有关计 算为基础,来介绍新的化学计算知识,使学生在学习新的计算方法的同时,复习学过的知识。 本节作为有关化学反应方程式计算的一个集中讨论,重点是反应物中有一种过量的计算和多步反 应的计算。难点是多步反应计算中反应物与最终产物间量关系式的确定。 教法建议 有关化学方程式的计算是初中、高一计算部分的延续。因此本节的教学应在复习原有知识的基础 上,根据本节两种计算的特点,帮助学生找规律,得出方法,使学生形成清晰的解题思路,规范解题 步骤,以培养学生分析问题和解决问题的能力。 一、有一种反应物过量的计算 建议将[例题 1]采用如下授课方式: (1)将学生分成两大组,一组用 求生成水的质量,另一组用 求生成水的质量。各组分 别汇报结果(学生对两组的不同结果产生争议) (2)教师让各组分别根据水的质量计算水中氢元素和氧元素的质量。并组织学生根据质量守恒 定律讨论两种计算结果是否合理。由此得出 过量,不应以过量的 的量进行计算。 通过学生的实践,感受到利用此方法先试验再验算很麻烦。从而引出如何选择反应物的简化计算 过程。并让学生注意解题步骤。 对于[例题 2]建议师生共同完成,巩固所学的计算步骤和方法。在此之后教师可补充针对性习题, 由学生独立完成,强化解题技能。 二、多步反应的计算 为培养学生的自学能力,建议让学生阅读[例题 3],得出此种题型的一般解题步骤。然后,根据此 步骤师生共同分析完成[例 3]。 [例题 4]建议在教师的引导下, 由小组讨论分析并完成解题过程。 然后根据学生状况可适当补充针 对性习题进行思维能力的训练。 教学中教师应注重解题思路分析、方法的应用以及加强学生能力的培养。 本节内容涉及的题型较多,变化较大,有一定难度。因此,可安排一节习题,复习,巩固提高前 两课时的教学内容,如果学生学有余力,在反应物过量的计算中,可增加过量物质还能继续与生成物 反应的题型。但应注意不能随意加大难度,增加学生负担,影响整体教学质量。 不定方程法 不定方程法是讨论法的一种,当一个方程有两个变量时,如 x+y=5 数学上可有无数个解,此方 程叫不定方程。此类题可根据化学知识和逻辑推理,排除非解,找出正确答案。 例:有最简式相同的 A、B 两种气态烃,在相同状况下,同质量的 A 和 B,是 B 的体积大。现 知①A 能使溴水褪色。②7gA 完全燃烧生成 22gCO2 和 9g 水。③A、B 等摩混合物 7g 在标准状况下 体积为 4.48L,通过计算判断 A、B 是什么物质? [提示]用不定方程法。 解:混合烃 ②求最简式 物质的量比 CO2∶H2O 可知,混合烃中 C∶H=1∶2 最简式为 CH2 式量=14 设 A 烃为 CnH2n,B 烃为 CmH2m n+m=5 A、B 为气态烃, 1≤n、m≤4 n、m 均为正整数,则 n 与 m 的关系有以下四组解: 讨论: ①A、B 最简式为 CH2 均为烯烃,m、n 均不能等于 1,所以排除①、④ ②已知:同质量的 A、与 B,是 B 的体积大。 MA>MB 排除② 则答案为③,即 n=3,m=2,A 为 C3H6 B 为 C2H4 返回 版权所有:中央电教馆资源中心 差量法 在化学反应中,固体物质或溶液的质量(含气体物质的体积),往往会发生变化,这种反应前后 的变化差值,与该化学反应紧密联系,并与某些反应物或生成物的质量(含气体体积)成正比例关系。 应用差量法解某些化学计算题,十分简便。 [例]在某些硫酸铜溶液中,加入一个质量为 1.12g 的铁片,经过一段时间,铁片表面覆盖了 一层红色的铜,取出洗净、烘干,称重,质量变为 1.16g。计算在这个化学反应中溶解了铁多少克? 析出了铜多少克? [分析]把铁片放入硫酸铜溶液中,会发生置换反应,这个反应的化学方程式是: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 从化学方程可以看出,铁片质量的增加,与铁的溶解和铜的析出直接联系,每溶解 56g 铁,将 析出 64g 铜,会使铁片,质量增加: 64g-56g=8g 根据铁片增加的质量(1.16g-1.12g),可计算出溶解的 Fe 的质量和析出的 Cu 的质量。 [解]设溶解的 Fe 为 xg,析出的 Cu 为 yg Fe=CuSO4=Cu+FeSO4 质量差 56 x x=0.28(g) y=0.32(g) 答:在这个化学反应中溶解了铁 0.28g 析出了铜 0.32g。 返回 64 y 64-56 1.16-1.12 版权所有:中央电教馆资源中心 方程组法 用代数法,列出方程组求解。(注意:1、尽量选用摩为单位 2、列方程式时注意:横向找关系、竖向列方程。 详见例题。) [例]镁铝合金 5.1g 全部溶于稀硫酸中,在标准状况下共收集 H25.6L。求该合金镁和铝的质量分数。 [提示]属于确定混合物组成的计算,一般用“方程组法”。 设未知量时一般用摩做单位,优点是方程简单,计算简便。列方程式时注意“横向找关系,竖向列方程”。 [解]:设合金中含镁 xmol,含铝 ymol Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 1mol 1mol xmol xmol 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 2mol 3mol ymol 2/3mol 解得 y=0.1(mol) Al%=1-47%=53% 返回 通式法 根据化学方程式计算,确定相对原子质量、相对分子质量、分子式或化合价。这类题未知数往 往在分子式内或是化学方程式的系数,要会熟练准确地写出用 通式表示的化学方程式,然后进行计算。例如,某铁的氯化物(化合价未知)与 AgNO3 反应: FeClx+xAgNO3=Fe(NO3)x+xAgCl↓ [例]某不饱和羧酸 0.2mol 能和 4.48L(标况)H2 发生加成反应。将 0.2mol 该酸完全燃烧生成 CO2 和水共 7mol,求该羧酸分子式、结构简式及名称。 [解] 先计算出 1mol 该羧酸能与 1molH2 加成, 判断该羧酸主链上有一个双键, 其通式为 CnH2n-2 O2 n=18, 分子式 C18H34O2 结构简式 C17H33COOH(油酸) 返回 版权所有:中央电教馆资源中心 关系式法 找出由起始原料到最终生成物之间有关量的直接联系——即关系式,然后利用关系式进行计 算,常用关系式如:FeS2→2H2SO4~NH3→HNO3 等。 例:含有 SiO2 的硫铁矿样品 1g 在空气中充分燃烧后,残余固体质量为 0.8g。若上述矿石 500t 可制 98%的硫酸多少吨(生产中 FeS2 的损失 2%)? [提示]利用“差量法”求硫铁矿的纯度。从 FeS2 制取 H2SO4 为多步反应,可用“关系式 法”(FeS2→2H2SO4)求之。 解:设 1g 样品中含 FeS2xg;制取 98%的硫酸为 yt 4FeS2+11O2=2FeO3+8SO2 质量差 4×120 2×160 480-320=160 x 1-0.8=0.2 返回 版权所有:中央电教馆资源中心 讨论法 化学计算不是纯数学计算,需要用化学知识对已知条件和计算数据进行分析、讨论,找出可能 的答案。 例:常温下,H2 和 O2 的混合气体 aL,点火燃烧后冷却至原温度剩余气体 bL,求原混合气体 的组成。 [提示]反应后剩余的气体可能是 H2,也可能是 O2,假设这两种可能,分别讨论,计算求解。 解(1)设剩余气体为 H2,参加反应的 H2、O2 体积分别为 x、y 原混合气体中 (2)若剩余气体为 O2 返回 版权所有:中央电教馆资源中心 选量法 当给出两种(或多种)反应物的质量,其中一种反应物的质量过剩,计算生成物质量时,一种反 应物已经反应完毕,另一种过量的反应物尚有剩余,此时,应当选用不足量的反应物来计算生成物 的质量。如果过量的反应物能与生成物继续发生反应,应当按照上述原则再行计算才能得出生成物 的质量。 [例]把 0.55g 二氧化碳通入含 0.74gCa(OH)2 的澄清石灰水中,充分反应后,能生成 CaCO3 白色沉淀多少 g? [分析]二氧化碳通入澄清的石灰水中,发生的化学反应是: CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 跟 0.74gCa(OH)2 反应生成 CaCO3 沉淀,而耗用 CO20.44g,题目给出的 0.55gCO2 是过量的,计 算本反应生成 CaCO3 沉淀的质量,应当以 0.74gCa(OH)2 为基准算出。 本反应生成的 CaCO3 沉淀,又可以跟 CO2 发生下述化学反应: CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 生成可溶于水的 Ca(HCO3)2,CaCO3 的质量为 1g,过量的 CO2 为 0.11g,这两种反应物发生上 述反应时,CaCO3 是过量的,CO2 是不足量的,应当以 CO2 的质量为基准,计算出能溶解 CaCO3 的质量,再用 CaCO3 的总质量减去过量 CO2 溶解的 CaCO3 质量,就是充分反应后生成 CaCO3 白色 沉淀的质量。 [解]设跟 0.74gCa(OH)2 反应生成 CaCO2 沉淀的 CO2 为 xg,生成 CaCO3 沉淀为 yg CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 44 x 74 0.74 100 y x=0.44(g) y=1.00(g) 二氧化碳过量:0.55(g)-0.44(g)=0.11(g) 过量的 0.11g 二氧化碳可以跟生成的 CaC03 发生化学反应,生成 Ca(HCO3)2,使 CaCO3 沉淀溶 解,设被溶解的 CaCO3 为 zg CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 100 z 44 0.11 z=0.25(g) 生成 CaCO3 沉淀的质量为:1.00g-0.25g=0.75g 答:0.55gC02 跟 0.74gCa(OH)2 充分反应生成 CaCO3 沉淀 0.75g 返回 版权所有:中央电教馆资源中心 习题精选 一、填空题 今有 混合气 100mL(标准状况),其中一种气体体积为 45mL,光照使两种气体发生反应后恢复到标 或 有剩余,使剩余气体通过 100mL 滴有蓝色石蕊试液的水,并使剩余气 准状况。为了说明反应后气体中 体干燥后恢复到标准状况,若: (1)溶液无变化且气体体积为 mL,证明剩余为 ,理由是 ,理由是 。 。 (2)溶液变红后又褪色,证明剩余气体为 参考答案: 参考答案 (1)10 不溶于水 (2) 二、选择题 溶于水生成 有酸性和漂白性 为( 1.100g )。 (A) (C) 和 的混合气体,点燃爆炸后生成液态水,剩余 10g 气体,则原气体中 和 的质量分别 (B) (D) 2.在密闭容器内盛有 的混合气体,通过电火花点燃,三种气体正好完全反应,冷却至室温后 的分子个数比是( (D)10:6:1 )。 所得溶液中溶质质量分数为 25.26%,则容器中原有 (A)9:4:1 (B)9:6:1 (C)13:6:1 3.28g 铁放入 100mL 0.1mol/L (A)32g (B)6.4g 溶液中,析出铜的质量为( )。 (C)0.64g (D)3.2g )。 4.0.62g 磷在点燃条件下与 0.04mol 氯气反应,产物为( (A) (C) 和 (B) (D) 和 5.将空气与 CO 的体积分数为( 按 5:1 体积比混合,跟足量的赤热焦炭充分反应,若反应前后的温度相同,则所得气体中, )。 (假设空气中 (A)29% 体积比为 4:1,其他成分忽略不计) (B)43% (C)50% (D)100% 6.用 CO 还原 1.0g 某赤铁矿石(主要成分为 反应,得到 1.36g 沉淀。该赤铁矿石中 (A)36% (B)73% ,杂质不参加反应)样品,生成的 跟足量的石灰水 的质量分数为( )。 (C)80% (D)78% 7.在氧气中灼烧 0.44g 硫和铁组成的化合物,使其中的硫全部转变为二氧化硫,把这些二氧化硫全部氧化转 变为硫酸,这些硫酸可以用 20mL 0.50mol/L 的氢氧化钠溶液完全中和,则原化合物中硫的质量分数为( )。 (A)18% (B)46% (C)53% (D)36% 8. 1L 1.0mol/L 用 (A)1:3 溶液吸收 0.8mol (B)2:1 (C)2:3 , 所得溶液中 (D)3:2 和 的物质的量之比是 ( ) 。 9.向 200mL 0.1mol/L 的氢氧化钙溶液中通入 ,结果得到白色沉淀 1g,则通入的 (A)1mol (B)0.44g (C)0.672L (D)8.8g 可能是( )。 10.32g Fe 与 16g 硫粉放入试管内加热,反应完全后将混合物与过量的稀 气体体积为( )。 (A)11.2L (B)12.8L (C)33.6L (D)1.6L 作用,能制取标准状况下 11.将两种金属的混合粉末 1.5g 投入足量盐酸中充分反应后,得到标准状况下 1.12L 不可能是( )。 (A)Cu 和 Zn (B)Mg 和 Ag (C)Al 和 Fe (D)Mg 和 Al ,则该金属混合物 12.把 25.6 和 (A) (B) (C) (D) 参考答案: 参考答案 1.A、D 8.A 三、计算题 2.C 和 组成为( 的物质的量> 的物质的量< 和 和 的混合物在 250℃煅烧,冷却后发现混合物的质量减少 4.9g,则原混合物中 )。 的物质的量 的物质的量 的物质的量相等 以任意物质的量之比混合 3.C 10.B 4.D 5.C 6.B 12.B 7.D 9.B、C 11.A、D 1.燃烧 2t 含硫 48%的黄铁矿,在理论上能生成多少吨 98%的硫酸?(设还有 2%的硫留在炉渣里。) 2.某化肥厂用 跟 %。 制备 。