【轻松备课】科粤版化学九年级上 第四章4.4化学方程式 教学详案

第四章 生命之源——水
4.4 化学方程式
设计说明 本节课包含化学方程式的定义及意义、书写、有关计算三部分内容。 讲解“化学方程式的定义及意义”时，先回顾元素符号、化学式、化学反应的实质以及一些化学反应和它们的文字表达式，然后介绍化学家为了更方便地描述与记录化学反应，使用了国际通用的化学语言表示化学反应，从而创造了化学方程式，进而引导学生认识化学方程式包含的信息以及正确的读法。 介绍化学方程式的书写原则和书写步骤，其重点和难点是化学方程式的配平。为了充分调动学生的积极性，让学生在轻松愉悦的氛围中学习，以组内合作、分组竞赛的方式展开教学，这样做的目的是创设学生参与探究的机会，培养他们的协作意识，教给学生获取知识的途径和思考问题的方法，让学生感受到成功的喜悦，从而提高他们学习化学的兴趣。 化学方程式的计算始终是初中化学教学中的重点和难点。本节研究的计算问题主要是三个方面：一是用一定量的反应物最多可以得到多少生成物；二是要制取一定量的生成物最少需要多少反应物；三是反应物、生成物之间互求。 无论是哪种计算问题，其关键点是准确书写化学方程式。因此，在教学开始，会检查学生对常见的重要物质的化学性质的掌握情况，复习正确书写化学方程式。本课题的教学中只要求纯物质的计算，难度不大。因此，本课题的具体教学过程设计如下： 1.创设情境，展现利用化学方程式计算的实际意义和价值。 2.强调规范，探究利用化学方程式计算的书写格式。 3.拓展应用，设计情境进行巩固、提升训练。 教学目标 【知识与技能】 1.理解化学方程式的意义，知道书写化学方程式应遵循的原则。 2.掌握化学方程式书写的步骤，初步学会化学方程式的配平方法。 3.学会利用化学方程式的简单计算，掌握正确的计算格式和步骤。 4.在正确书写化学方程式的基础上，进行简单的计算。 【过程与方法】 1.通过对具体的化学反应的讨论、分析和解决，使学生的思维能力得到锻炼。 2.通过学生自主探究和合作探究，培养学生发现规律、认识规律和运用规律，并培养科学的思维方法。 3.通过对化学方程式中物质间质量比的分析，初步理解反应物和生成物之间质和量的关系。 4.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。 【情感、态度与价值观】 1.结合化学方程式书写原则的教学，让学生形成实事求是的科学态度。 2.克服书写的随意性和盲目性，养成良好的习惯，不断培养学生全面思考问题的能力。 3.认识化学计算对于解决实际问题的重要意义，进一步认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。 4培养学生严谨求实、勇于创新和实践的学习态度及科学精神。 重点难点 教学重点 1.化学方程式的含义与读法。 2.正确书写化学方程式及化学方程式的配平方法。 3.根据化学方程式的简单计算的审题、步骤、格式。 教学难点 1.化学方程式的配平。 2.根据化学方程式的简单计算中物质之间关系的建立、解题格式的规范化。 教学方法 探究法：通过学生的自我学习、合作讨论，引导学生正确认识化学方程式，学会书写简单的化学方程式。通过计算化学反应中各物质之间的质量比，引导学生探究根据化学方程式计算的理论依据。 归纳法：在学会书写简单的化学方程式的基础上，通过学生的讨论分析，教师引导，归纳出化学方程式的书写规律与配平技巧。 分析法：在老师的引导下，让学生对例题进行讨论、对比、辨析、交流和小结，在此基础上完成教学，使学生在整个教学过程中，自己不知不觉地获取了新的知识和掌握了新的技能。 教具、学具 多媒体教学、CAI课件 授课时数 3课时 第一课时 教学过程 回顾思考 1.请你写出下列化学反应的文字表达式。 （1）碳在氧气中燃烧； （2）磷在氧气中燃烧； （3）电解水； （4）过氧化氢分解； （5）加热高锰酸钾 2.什么是质量守恒定律，用分子、原子的知识解释质量守恒的原因。 导入新课 【教师提问】大家都知道哪些化学反应？ 刚才我们用有声的语言表述了这些化学反应，那么如何用无声的语言及文字符号把它们表述出来呢？请同学们以碳与氧气的反应为例，写出该反应的文字表达式。 与此同时，交给另一名同学一个锦囊，里面有一张纸条（纸条上写有碳与氧气反应的化学方程式）， 【教师提问】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？ 【教师点拨】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。 讲授新课 一、化学方程式的定义 【板书】碳+氧气二氧化碳 C+O2 CO2 【教师提问】黑板上的两种形式都能够表述碳与氧气的反应，如果不给你任何提示，你能通过观察得知它们描述的是哪一个反应吗？它们给你提供了哪些信息？ 【小结】第二种形式也能同文字表达式一样告诉我们反应物、生成物和反应条件，它最显著的特征是用化学式代替了物质名称，像这样用化学式来表示化学反应的式子就是我们今天要学习的表示化学反应的快捷方式——化学方程式。 【教师提问】若让你在文字表达式和化学方程式中选择其一来表示一个化学反应，你会选择哪一种？ 【追问】为什么？ 【学生阅读】什么叫化学方程式？请大家阅读教材P115寻找化学方程式的概念。 【教师总结】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+5O22P2O5。 【教师提问】用化学方程式来表示化学反应具有哪些优点呢？ 【小组讨论】1.表示了各反应物和生成物的组成。 2.表示了反应进行所需要的条件。 3.表示了质量守恒定律，很明显地看到原子的种类和数目没有发生变化。 【教师总结】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的关系，以后我们在表示一个化学反应时就要用它的化学方程式。 二、化学方程式的意义 【教师提问】化学方程式具有哪些意义呢？ 【学生阅读】请同学们阅读教材P115进行总结（以木炭燃烧为例）。 【学生回答】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，可表示为反应物为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。 如：C+O2 CO2 12∶ 16×2∶ 12+16×2 12∶ 32∶ 44 即每12份质量的碳恰好与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条件下生成一个二氧化碳分子。 【教师总结】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.表示出了化学反应中各物质之间的微粒个数比。 【教师提问】对于4P+5O22P2O5这个反应，反应物与生成物间的质量比如何表示？ 【教师讲解】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化学式前面的化学计量数，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。 三、化学方程式的读法 【教师提问】化学方程式应该怎么读？ 【学生回答】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个磷原子在点燃的条件下能与5个氧分子完全反应，生成2个五氧化二磷分子。 （3）质量比读法：每124份质量的磷在点燃的条件下，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。 【小组讨论】教材P115的讨论。 【注意】尽量鼓励学生多回答一些信息，只要从这三个方面能得到的都对。 【教师总结】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。 【教师提问】我们知道用化学方程式表示化学反应可以给我们提供更多的信息，而且便于在国际上交流，书写又方便，那么，如何正确书写化学方程式呢 四、化学方程式的书写 1.化学方程式的书写 【教师提问】（1）P+O2P2O5 ，这个式子是化学方程式吗？为什么？ （2）能否将P2O5改写成PO2？为什么？ 【小结】化学方程式反映化学反应的客观事实，因此书写化学方程式要遵守两个原则：一是必须以客观事实为基础；二是遵守质量守恒定律。 【追问】怎样才能使它成为符合质量守恒定律的化学方程式呢 【学生阅读】教材P115～P117页有关内容，组织学生讨论要使上面第一个式子符合质量守恒定律应该怎么办？ 很好，这个过程我们称为配平。书写化学方程式最关键的就是配平。书中第116页以磷在空气中燃烧为例介绍了书写化学方程式的具体步骤，请同学们阅读相关内容，并试着写出铁在氧气中燃烧的化学方程式。 【教师提问】如何正确书写化学方程式呢？ 2.书写化学方程式的步骤 写 根据科学实验事实，在左边写出反应物的化学式，右边写出生成物的化学式，如果反应物或生成物不止一种，就分别用“+”把它们连接起来，并在反应物与生成物之间画一条短横线。 配 根据质量守恒定律，进行配平，即在有关化学式前配上适当的化学计量数，使反应前后各种元素的原子个数相等。 注 注明反应条件和生成物状态。 等 把短横线改写成等号。 查 检查化学式是否正确、化学方程式是否配平、反应条件和生成物状态符号是否标注，标注是否恰当。 【多媒体展示】写出下列反应的化学方程式。 （1）氧化汞受热分解 （2）镁在氧气中燃烧 （3）用过氧化氢制氧气 （4）硫在氧气中燃烧 【教师点拨】 （1）正确区分反应条件和反应过程，如“点燃”和“燃烧”，“通电”和“电解”等，“点燃”“通电”是反应条件，“燃烧”“电解”是反应过程。如S+O2SO2（正确），S+O2SO2（错误）。 （2）若反应只有一个条件时，如点燃、加热（△）、催化剂、高温等，条件一般写在“”上方。若反应条件有两个或多个时，分上下来写。当其他条件与催化剂同时存在时，则一般将催化剂写在“”上方，而将另一条件写在下方。如2KClO32KCl+3O2↑。 （3）正确使用“↑”和“↓”符号。反应物中没有气体，反应后有气体生成，在生成的气体化学式后标注“↑”；反应物中没有难溶物质，反应后在生成物中有沉淀，在沉淀化学式后标注“↓”。 当堂达标 1.对于化学方程式“C+O2CO2”表示的意义，下列叙述错误的是（　　） A.在点燃的条件下，碳和氧气反应生成二氧化碳 B.碳加氧气点燃等于二氧化碳 C.每12份质量的碳和32份质量的氧气反应，能生成44份质量的二氧化碳 D.在点燃的条件下每一个碳原子和一个氧分子化合生成一个二氧化碳分子 答案：B 2.根据蜡烛燃烧后生成水蒸气和二氧化碳的实验事实，可以推断石蜡（蜡烛的主要成分）的组成里一定含有 （　　） A.碳一种元素　 B.氢一种元素 C.碳和氢两种元素 　 D.碳、氢、氧三种元素 答案：C 3.将A、B、C各10 g的混合物加热后，A全部参加反应，生成4 g D，同时增加了8 g C，则反应中A与B的质量比是（　　） A. 1∶5 B. l∶4 　 C. 4∶l D. 5∶l 答案：D 4.Y2+24XY中方框里应填写的化学式为（ ） A. X2Y2 B. X2Y 　 C. X3Y4 　 D. XY2 答案：B 5.某发电厂烟气处理的新工艺为CH4+2NO2 N2+X+2H2O，则X的化学式为（　　） A. CO B. CO2 　 C. O2 　　　 D. C 答案：B 板书设计 4.4 化学方程式 第一课时 一、定义 用化学式表示化学反应的式子。 二、意义 1.表示反应物、生成物和反应条件； 2.表示反应物与生成物间的质量比； 3.表示化学反应中各物质之间的微粒个数比。 三、读法 “+”读作“和”，“”读作“生成”。 四、书写 写、配、注、等、查 第二课时 教学过程 导入新课 写出下列反应的化学方程式。 【学生活动】初步练习化学方程式的书写。 ①实验室用过氧化氢溶液制取氧气。 ②铜在氧气中加热，生成氧化铜。 ③ 氢氧化钠（NaOH）溶液和硫酸铜（CuSO4）溶液反应，生成氢氧化铜［Cu(OH)2］沉淀和硫酸钠（Na2SO4），生成的硫酸钠留在溶液中。 【教师提问】同学们在独自书写化学方程式的过程中，有没有遇到困难呢？ 【学生交流反馈】化学方程式书写中配平比较困难，需要老师的帮助。 【教师点拨】今天我们就学习一下化学方程式的配平方法。 讲授新课 1.最小公倍数法（以磷在氧气中燃烧为例） 首先找出其中出现次数较多且原子个数相差较大的原子作为配平起点，求出它们的最小公倍数，再由最小公倍数确定相关化学式前的化学计量数，配平化学方程式。 如P+O2——P2O5中的O的最小公倍数为2×5=10，用最小公倍数分别除以含有该元素的化学式中的原子个数，其商就是该化学式前的化学计量数。如P2O5中含有5个O原子，P2O5的化学计量数为=2，O2中有2个O原子，O2的化学计量数为=5，从而可知P的化学计量数为4，最后得出配平的化学方程式为4P+5O22P2O5，并注明“反应条件”“↑”或“↓”等，即4P+5O22P2O5。 2.奇数配偶法（以氯酸钾分解为例） 首先选出反应式两边原子个数一奇一偶的元素作为配平的起点，若有几种元素在反应式两边同时出现奇偶数时，从出现次数最多的那种元素开始，将奇数配成偶数。然后，以该化学式和所配化学计量数为依据，找出其他化学式的化学计量数，配平化学方程式。 如在KClO3——KCl+O2中，配平时应从氧元素开始，将KClO3前配“2”，然后，根据已有的化学计量数“2”，确定KCl的化学计量数也为“2”，O2的化学计量数为“3”，把“——”改为“”，即可得出配平的化学方程式2KClO32KCl+3O2，注明“反应条件”“↑”或“↓”等，即2KClO3 2KCl+3O2↑。 3.观察法（以碱式碳酸铜分解为例） 在反应物或生成物中找出一种比较复杂的或元素在物质中出现次数比较多的物质，将它的化学计量数定为1，如在Cu2(OH)2CO3——CuO+H2O+CO2中，把Cu2(OH)2CO3的化学计量数定为1；以此化学式为准，来确定其他化学式的化学计量数，当Cu2(OH)2CO3的化学计量数为1时，反应物中有2个铜原子、2个氢原子和1个碳原子，则生成物中也应有2个铜原子、2个氢原子和1个碳原子，因此CuO的化学计量数为2，H2O的化学计量数为1，CO2的化学计量数也为1，即得Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2；然后，检查左、右两端的原子种类和数目是否相等；最后，注明“反应条件”“↑”或“↓”等，得Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑。 4.定一法（以乙炔在氧气中燃烧为例） （1）先用反应式中含有多原子的化学式中的原子数配平其他化学式中元素的原子数，如在反应C2H2+O2CO2+H2O中，配平C、H的原子数而得下式：C2H2+O22CO2+H2O； （2）根据已配平的元素的原子数，可用暂定分数化学计量数来确定未配平的元素的原子数，如在上述反应中，把O2的化学计量数暂定为，即为C2H2+O22CO2+H2O； （3）将反应式中各化学式的化学计量数乘以暂定分数的分母，把“——”改为“”，即为2C2H2+5O24CO2+2H2O。 【学生练习】 （1）C2H2 +O2 ——CO2+H2O （2）O2 +FeS2 ———— Fe2O3+SO2 （3）C2H4 + O2 ——— CO2+H2O （4）Na +H2O —— NaOH +H2 ↑ （5）C2H6 + O2 —— CO2+H2O （6）CH3OH +O2 ——CO2 +H2O 当堂达标 1.图5-1形象地表示某反应前后反应物与生成物分子及其数目的变化，其中分别表示A、B、C三种不同的分子。该反应的化学方程式中A、B、C前的化学计量数之比为（ ） A. 4∶1∶3　　　　B. 3∶1∶2　　　　C. 4∶1∶2　　　　D. 3∶1∶3 A　　　　B　　　　C 答案：B 2.化学方程式为aC2H6+bO2mCO2+nH2O,下述关系一定正确的是（　　） A. 2m=a　　　　B.3n=2a　　　　C.3n=a　　　　D.2b=2m+n 答案：D 3.在通常情况下，二硫化碳（CS2）是一种无色、有刺激性气味的液体。在空气中完全燃烧生成一种大气污染物和一种能产生温室效应的气体。请根据以上信息写出反应的化学方程式____________________________。 答案：CS2+3O22SO2+CO2 4. R元素在化合物中只有一种化合价——“+3”，则下列化学方程式中错误的是（ ） A. 2R+3H2SO4R2(SO4)3+3H2↑ 　 B. 4R+3O22R2O3 C. 2R+2HCl2RCl+H2↑ 　　 D. 2R+6HCl2RCl3+3H2↑ 答案：C 板书设计 4.4 化学方程式 第二课时 1.最小公倍数法 2.奇数配偶法 3.观察法 4.定一法 第三课时 教学过程 回顾思考 1.写出氢气在氧气中燃烧的化学方程式，并标出各物质的质量比。 2H2 + O2 2H2O 2×2 ∶ 32 ∶ 2 ×18 4 ∶ 32 ∶ 36 若： 4 g ∶ （ 32 ）g ∶ （ 36 ）g 若： （ 2 ）g ∶ （ 16 ）g ∶ 18 g 【教师点拨】 这说明在化学反应中，反应物与生成物之间的质量比是正比例关系，因此，利用此正比例关系，根据化学方程式中已知一种物质的质量，可求另一种物质的质量。 2.化学方程式的意义 在反应4P+5O22P2O5中： 每（　124　）份质量的磷与（ 160 ）份质量的氧气恰好完全反应。 则124 g的磷恰好能与（　160　）g质量的氧气反应。 则12.4 g的磷恰好能与（　16　）g质量的氧气反应。 则6.2 g的磷恰好能与（　8　）g质量的氧气反应。 【教师点拨】 根据化学方程式计算的依据是各反应物、生成物之间的质量比为一定值。 讲授新课 例1　在实验室中，将含有15.3 g过氧化氢的溶液与少量二氧化锰混合，求过氧化氢完全分解后，生成的氧气质量是多少？ 【审题】①该题涉及的化学方程式为（写化学方程式）。 ②题目给出的已知量为　过氧化氢　的质量，未知量为 氧气 的质量。 ③已知量与未知量有什么关系？ 已知量与未知量存在一定的比例关系 。 【解题】请同学们在草稿纸上写出详细的解题过程。 【对照】写完后，请先自己检查，再与同学的解题过程对比、交流，然后与教材P118例1比较有哪些异同。 【学生阅读并思考交流】按照例题1做P118至P119例题2、例题3。 例2 用加热氯酸钾与少量二氧化锰混合物的方法，制得氧气9.6 g，求被分解氯酸钾的质量是多少？ （1）解：设被分解的氯酸钾的质量为x。 （2）2KClO32KCl+3O2↑ （3）　245　　　　　　96 　　　 x　　　　　　 9.6 g （4）= （5）x==24.5 g （6）答：被分解的氯酸钾的质量为24.5 g。 例3 工业上高温煅烧石灰石（按CaCO3纯净物计算），可制得生石灰（按CaO纯净物计算），但同时会产生大量二氧化碳。它是一种温室气体，排进大气中，会影响生态环境。试计算每制得100 t氧化钙的同时会产生二氧化碳多少吨？ （1）解：设每制得100 t氧化钙的同时会产生二氧化碳的质量为x。 （2）CaCO3CaO　+　CO2↑ （3）　　　　　56　　 44 　　　　　　　100 t　　 x （4）= （5）x=≈78.6 t （6）答：每制得100 t氧化钙的同时会产生二氧化碳78.6 t。 【教师点拨】 例题1是根据反应物求生成物，例题2是根据生成物求反应物，例题3是生成物之间互求。这是我们化学方程式计算的常见三种类型。 做完题目完成以下问题： 1.利用化学方程式计算可分为哪几个步骤？ 2.利用化学方程式计算应注意哪些问题？ 【小结】 1.计算的依据是各反应物、生成物之间的质量比为一定值。 2.计算的方法和步骤： 解题方法：明确发生反应的化学方程式，写出并配平涉及的化学方程式，分析已知量和未知量，根据已知量和未知量之间的关系，列比例式求解。 步骤：（1）设：　设未知量　；（未知量带单位吗？） （2）写：　确定根据，即写出化学方程式　；（要注意什么？） （3）找：　找相关量，即列出跟计算相关的量　；（有关的量标在什么位置？已知量带单位吗？） （4）列：　列出比例式　； （5）求：　求未知量　； （6）答：　回答问题　。 3.计算类型： （1）已知__反应物__的质量计算__生成物__的质量。 （2）已知__生成物__的质量计算__反应物__的质量。 （3）反应物或生成物之间互求 4.注意事项： （1）解题格式要规范，步骤要齐全。 （2）以纯净物的质量进行计算，对于不纯的反应物或不纯的生成物，必须折算成纯净物的质量，再进行计算。 （3）必须正确使用单位，单位要统一。 5.常见的错误： （1）不认真审题，答非所问； （2）元素符号或化学式写错； （3）化学方程式没有配平； （4）相对分子质量或物质的质量比计算错误； （5）单位使用错误； （6）把不纯物质当成纯净物进行计算。 【课堂练习】为保持长时间潜航，在潜水艇中要配备氧气再发生装置，其制氧的方法是利用过氧化钠(Na2O2)与二氧化碳在常温下生成碳酸钠和氧气，其反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。若要得到48 g氧气，需过氧化钠的质量是多少？ 答案：解：若要得到48 g氧气，需过氧化钠的质量是x。 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 156 　　　　　　　 32 x 　　　　　　　 48 g 156/x=32/48 g x=234 g 答：需过氧化钠的质量是234 g。 当堂达标 1.工业上电解氧化铝制取金属铝的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑。 电解20 t氧化铝最多可生产多少吨铝？（写出必要的计算过程，计算结果精确到0.1 t） 答案：解：设可以生产铝的质量为x。 2Al2O3 4Al+3O2↑ 204 108 20 t x x≈10.6 t 答：电解20 t氧化铝最多可生产10.6 t铝。 2.登山队员常用的能源是氢气，可用氢化钙（CaH2）固体和水反应制得，其反应的化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑。若需制得20 g H2，则需要多少克氢化钙？ 答案：解：设需要氢化钙的质量为x。 CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑ 42 4 x 20 g x＝210 g 答：需要氢化钙的质量为210 g。 板书设计 4.4　化学方程式 第三课时 一、步骤：设 写 找 列 求 答 二、例　见教学过程 教学反思