【轻松备课】人教版化学九年级上册第五单元课题3 利用化学方程式的简单计算 教学详案

第五单元　化学方程式
课题3 利用化学方程式的简单计算
设计说明 本课题是在学习了质量守恒定律、化学方程式、相对原子质量、化学式计算等知识的基础上，对化学反应进行的定量分析。化学计算始终是初中化学教学中的重点和难点问题。本课题研究的计算问题主要是两个方面：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。 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，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的要求。 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。 （利用多媒体展示“神舟十一号”升空场面）：“神舟十一号”用长征系列火箭发射升空时，若火箭燃料是液氢，助燃剂是液氧，当火箭被点火时会发生什么反应？火箭顺利发射需要多少液氢和液氧？等等。 2.强调规范，探究利用化学方程式计算的书写格式。 设计例题1和例题2，说明根据化学方程式进行计算的步骤，使学生学会利用化学方程式进行简单计算，并进一步规范计算的解题格式、步骤规范等。 3.拓展应用，设计情境进行巩固提升训练。 给学生提供熟悉的化学反应，围绕学生容易出现的问题，设计一些错误的计算案例，发动学生自己发现问题并进行纠正。在计算中适当渗透根据图像、表格进行的计算。 教学目标 【知识与技能】 1.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。 2.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。 2.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、态度和价值观】 1.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。 2.培养学生严谨求实、勇于创新和实践的学习态度和科学精神。 重点难点 教学重点 根据化学方程式的简单计算的审题、步骤、格式。 教学难点 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。 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 计算机多媒体教学系统、CAI课件等。 授课时数 2课时 第一课时 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。 导入新课 【多媒体展示】利用多媒体展示“神舟五号”升空场面。 【教师提问】“神舟五号”用长征系列火箭发射升空时，若火箭燃料是液氢，助燃剂是液氧，当火箭被点火时会发生什么反应？请写出该反应的化学方程式。 你能说出该化学方程式表示的意义吗？能否利用化学方程式中各物质之间的量的关系来计算生成物（产品）或反应物（原料）的质量呢？ 【教师提问】若你是火箭推进器的设计师，当确定升空的火箭需要液氢100 kg时，你会在火箭助燃剂仓中填充多少千克的液氧来满足这些液氢完全燃烧？并把你们的解题依据、思路、过程等表达出来，是否符合你的思维过程？ 【学生思考】思考、讨论、交流、表达。 讲授新课 例　现有8 g氧气与足量的氢气完全燃烧，能生成多少克水？ 【审题】①该题涉及的化学变化为 2H2+O22H2O （书写化学方程式）； ②题目给出的已知量为　氧气　的质量，未知量为 水 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】请你在草稿纸上书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P102例题1比较有哪些异同。 【学生阅读并思考交流】自学课本P102至P103例题1、例题2后，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？ 【火眼金睛】 电解36 g水可得到多少克氢气？下面是四位同学的解题过程和结果，请你仔细检查后回答：他们做得对吗？分别有什么缺陷？你从中能得到什么启示？ 甲同学乙同学解：设可得x g氢气。 HO2H↑+O2↑ 33 1 36 g x 33/1=36 g/x x≈1.1 g 答：可得到1.1 g氢气。解：设可得x氢气。 H2O H2↑+O↑ 18 2 36 g x 18/2=36 g/x x=4 g 答：可得到4 g氢气。丙同学丁同学解：设可得x g氢气。 2H2O2H2↑+O2↑ 36 4 32 36 g x 36/32=36g/x x=32 答：可得到32 g氢气。解：设可得氢气质量为x。 2H2O 2H2+O2↑ 36 4 36 g x x=4 g 答：可得到4 g氢气。
【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：__正确书写化学方程式__；（要注意什么？） （3）找： __找出相关物质的质量比，标出已知量、未知量__；（有关的量标在什么位置？已知量带单位吗？） （4）列：__列出比例式，求解__； （5）答：__简明地写出答案__。 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。 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=32/48g x=234 g 答：需过氧化钠的质量是234 g。 课堂小结 1.根据化学方程式计算的解题步骤 ①设：设未知量（未知数后不加单位）； ②写：正确书写化学方程式（注意化学方程式的书写要完整、准确，若不配平，直接影响计算结果）； ③找：找出相关物质的质量比，标出已知量、未知量； ④列：列出比例式，求解； ⑤答：简明地写出答案。 2.根据化学方程式计算的三个要领和三个关键 三个要领：（1）步骤要完整(设、写、找、列、答）； （2）格式要规范； （3）得数要准确。 三个关键：（1）准确书写化学方程式； 　　　　（2）准确计算相对分子质量及物质的质量比； （3）代入的数据均指纯净物的质量（单位要代入计算过程）。 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 第五单元　化学方程式 课题3　利用化学方程式的简单计算（第一课时） 步骤：设 写 找 列 答 二、例　见教学过程 第二课时 教学过程 回顾思考 1.质量守恒定律的内容：参加化学反应的各物质的 质量 总和，等于反应后生成的各物质的质量 总和 。 2.请大家回答以下问题： （1）8 g氧气能保证 1 g氢气充分燃烧； （2） 64 g氧气能保证8 g氢气充分燃烧； （3）8 g氧气能保证 12 g镁充分燃烧； （4） 8 g氧气能保证12 g镁充分燃烧； （5）要获得20 g氢气，至少需要电解 180 g水； （6）电解36g水，最多获得 4 g氢气。 导入新课 【过渡】大家表现得非常好，我们通过上一节课的学习已经初步学会了根据化学方程式简单计算的基本流程和解决方法，但是在一些化学反应中，反应物不一定是恰好完全反应的（过量问题），这时候我们又该如何使用已知数据呢？涉及质量守恒定律的化学计算题我们又应该怎么解答，解题的技巧又是什么呢？带着这样的问题我们一起进入本节课的学习。 讲授新课 一、计算中的过量问题 【教师提问】在多媒体呈现以下的例题引导孩子们思考，如何解答上述问题。 例1　2 g氢气和2 g氧气充分反应后，生成多少克水？ 【学生】独立思考，尝试解答该题目。 【小组讨论】如何解答这类题目？该如何使用已知数据？ 【教师点拨】和学生共同解答该题目并板书。 解：设2 g氧气完全反应需要氢气的质量为x，生成水的质量为y。 2H2 + O2 2H2O 4 32 36 x 2 g y 4∶x=32∶2 g 解得x=0.25 g 32∶2 g=36∶y 解得y=2.25 g 0.25 g<2 g，氢气过量。 答：生成水的质量为2.25 g。 【课堂练习】12 g碳和24 g氧气反应生成多少克CO2？ 答案：解：设24 g氧气完全反应需要碳的质量为x，生成二氧化碳的质量为y。 C ＋ O2 CO2 12 32 44 x 24 g y 12∶x=32∶24 g 解得x=9 g 32∶24 g=44∶y 解得y=33 g 9 g<12 g，碳过量。 答：生成二氧化碳的质量为33 g。 【教师总结】在根据化学方程式的简单计算中，如果反应物不是恰好完全反应的，要注意反应物的剩余（过量）问题，不能不加判断地将已知数据直接代入化学方程式进行计算。 二、计算中的质量守恒问题 例2　饲养观赏鱼，可以陶冶人的情操，增进人们对生活的热爱。空运观赏鱼，必须密封。为了解决鱼的呼吸问题，可在水中加入增氧剂，主要成分为过氧化钙（化学式为CaO2），过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气。 （1）写出过氧化钙与水反应的化学方程式 。 （2）一位养鱼爱好者做如下实验：取少量增氧剂加入足量的水中，称量数据如下。求参加反应的过氧化钙的质量。 反应前的质量反应后烧杯及烧杯内混合物的质量增氧剂15 g111.8 g水和小烧杯100 g
【小组讨论】 表中哪一数据可以代入化学方程式中进行计算？ 【教师点拨】题中所给的数据都是混合物的质量，不能直接代入化学方程式中进行计算，在解题时要注意甄别。 【教师总结】此题的突破口是根据质量守恒定律求出反应前后质量的差值，即生成氧气的质量，然后根据氧气质量，利用化学方程式求出过氧化钙的质量。 答案：（1）2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2↑ （2）解：氧气的质量为15 g+100 g- 111.8 g=3.2 g。 设参加反应的过氧化钙的质量为x。 2CaO2+ 2H2O 2Ca(OH)2 + O2↑ 144 32 x 3.2 g 144∶32=x∶3.2 g x=14.4 g 答：参加反应的过氧化钙的质量为14.4 g。 【课堂练习】取200 g高锰酸钾和二氧化锰的混合物，质量的变化如下表所示，则混合物中高锰酸钾和二氧化锰的质量各为多少？ 时间1 min2 min3 min4 min混合物的质量200 g195 g184 g184 g
【学生思考】独立思考，尝试解答该题目。 【教师点拨】根据表格中数据可知，当反应进行到第3分钟时，混合物的总质量不再变化，说明混合物中的高锰酸钾已经反应完全。反应中混合物的质量差值就是生成的氧气的质量，可以代入化学方程式进行计算。 【教师讲解】与学生共同解答该题目并板书。 解：设混合物中高锰酸钾的质量为x。 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 316 32 x （200-184） g 316∶x=32∶（200-184）g 解得x=158 g 则MnO2的质量为200 g-158 g=42 g。 答：高锰酸钾的质量为158 g，二氧化锰的质量为42 g。 课堂小结 在利用化学方程式进行计算时，要关注反应物的剩余（即过量）问题，只有确定完全参加反应的物质的质量才能代入方程式计算。根据质量守恒定律，对比反应前后物质总质量的变化，是获得已知数据的一条重要途径。 当堂达标 1.今有氢气与氧气的混合气共20 g，在密闭的容器中点燃，生成水18 g，问原混合气体中氧气的质量可能是多少？ 答案：解：2H2 + O2 2H2O 4 32 36 x y 18 g （1）如果氢气完全参加反应，设氢气质量为x。 4∶36 = x∶18 g x=2 g 氧气质量为20 g-2 g=18 g。 （2）如果氧气完全参加反应，设氧气质量为y。 32∶36 = y∶18 g y=16 g 答：原混合气体中氧气的质量可能是18 g或16 g。 2.某校兴趣小组在实验室做制取氧气的实验，他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物6.0 g放入大试管中进行加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体的质量如下表： 反应时间/min1.01.52.02.53.03.5剩余固体质量/g5.14.54.24.084.084.08
（1）生成氧气的质量为　 　g。 （2）原混合物中二氧化锰的质量是多少？（写出计算过程） 答案:（1）1.92 （2）解：设参加反应的氯酸钾的质量为x。 2KClO3 2KCl+3O2↑ 245 　 96 x 1.92 g 245∶96 = x∶1.92 g x = 4.9 g 原混合物中二氧化锰的质量：6.0 g -4.9 g=1.1 g。 答：原混合物中二氧化锰的质量是1.1 g。 板书设计 第五单元　化学方程式 课题3 利用化学方程式的简单计算（第二课时） 一、计算中的过量问题 例1　见教学过程 二、计算中的质量守恒问题 例2　见教学过程 教学反思