高一化学《物质的量在化学方程式计算中的应用》教案新人教版
●教学目标
1．使学生掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式．
2．使学生加深对物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念的理解，及对化学反应规律的认识．
3．培养学生综合运用知识的能力和综合计算的能力．
●教学重点
物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算．
●教学难点
物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算．
●教学方法
启发、引导、讲解、练习
●课时安排
二课时
●教学用具
投影仪
●教学过程
第一课时
［引入新课］有关化学方程式的计算，我们在初中就已经很熟悉了，知道化学反应中各反应物和生成物的质量之间符合一定的关系．通过前一章的学习，我们又知道构成物质的粒子数与物质的质量之间可用物质的量做桥梁联系起来．既然化学反应中各物质的质量之间符合一定的关系，那么，化学反应中构成各物质的粒子数之间、物质的量之间是否也遵循一定的关系呢?能不能把物质的量也应用于化学方程式的计算呢?这就是本节课我们所要学习的内容．
［板书］第三节物质的量在化学方程式计算中的应用(一)
一、原理
［讲解］我们知道，物质是由原子、分子或离子等粒子组成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的．化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的数目关系．这些粒子之间的数目关系，又叫做化学计量数ν的关系．［讲解并板书］
2H2＋O2
点燃
2H2O
化学计量数ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2
扩大N A倍： 2N A ∶N A∶2N A
物质的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol
［师］由以上分析可知，化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的粒子数之比，因而也等于各物质的物质的量之比．
［板书］化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的化学粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比．
［师］有了上述结论，我们即可根据化学方程式对有关物质的物质的量进行定量计算．［教师］进行物质的量应用于化学方程式的计算时，须按以下步骤进行：
［板书］1．写出有关反应方程式 2．找出相关物质的计量数之比
3．对应计量数，找出相关物质的物质的量 4．根据(一)的原理进行计算
［师］下面，我们就按上述步骤来计算下题．
［投影］例1：完全中和0．10 mol NaOH 需H 2SO 4的物质的量是多少？ ［讲解并板书］
2NaOH ＋ H 2SO 4====Na 2SO 4＋2H 2O 2 1
0．1 mol n (H 2SO 4)
)SO H ()
NaOH (42v v ＝)SO H ()NaOH (42n n
n (H 2SO 4)＝2mol
10.01 ＝0．05 mol
答：完全中和0．10 mol NaOH 需H 2SO 4 0．05 mol ．
［问］请大家口答，上述反应中生成水的物质的量是多少？ ［生］0．1 mol ．
［过渡］实际上，我们在运用有关化学方程式的计算解决问题时，除了涉及有关物质的物质的量外，还经常涉及到物质的质量、浓度、体积等物理量．这就需要进行必要的换算．而换算的核心就是——物质的量．请大家回忆前面学过的知识，填出下列各物理量之间的转换关系．
［板书］三、物质的量与其他物理量之间的关系
［请一位同学上黑板来填写］ ［学生板书］
［师］请大家根据上述关系，口答下列化学方程式的含义． ［投影］ H 2＋Cl 2====2HCl 化学计量数比 粒子数之比 物质的量比 物质的质量比 气体体积比
［学生口答，教师把各物理量的比值写于投影胶片上．它们依次是：1∶1∶2；1∶1∶2；1∶1∶2；2∶71∶73；1∶1∶2］
［师］根据化学方程式所反映出的这些关系，可以进行多种计算．但要根据题意，明确已知条件是什么，求解什么，从而合理选择比例量的单位．列比例式时应注意，不同物质使
用的单位可以不同，但要相应，同一物质使用的单位必须一致．
［过渡］下面，我们就在掌握上述各物理量之间关系的基础上，来系统、全面地学习物质的量应用于化学方程式的计算．
［板书］四、物质的量在化学方程式计算中的应用 ［练习］在上述例题中，计算所需H 2SO 4的质量是多少? ［学生活动，教师巡视］
［师］以下是该题的一种解法，供大家参考． ［投影］2NaOH ＋ H 2SO 4====Na 2SO 4＋2H 2O
2 mol 98 g
0．1 mol m (H 2SO 4)
m (H 2SO 4)=mol 2mol
0.1g 98?=4．9 g
答：所需H 2SO 4的质量为4．9 g ．
［师］下面，请大家根据自己的理解，用自认为简单的方法计算下题，要求用规范的格式、步骤进行解答．
［投影］例2：将30 g MnO 2的质量分数为76．6%的软锰矿石与足量12 mol·L －1
浓盐酸完全反应(杂质不参加反应)．计算：
(1)参加反应的浓盐酸的体积． (2)生成的Cl 2的体积(标准状况)．
［学生计算，教师巡视，并选出有代表性的解题方法，让学生写于投影胶片上，以备展示］
［师］请大家分析比较以下几种解法． ［投影展示］解法一：
解：(1)MnO 2的摩尔质量为87 g·mol －1
n (MnO 2)＝
122mol g 8776.5%
g 30)MnO ()MnO ()(-??=
?M w m 软锰矿石＝0．26 mol 4HCl(浓) ＋ MnO 2 ?=====MnCl 2 ＋ 2H 2O ＋ Cl 2↑
4 1
12 mol·L －1
×V ［HCl(aq)］ 0．26 mol
V ［HCl(aq)］＝1
L mol 121mol
0.264-???＝0．087 L
(2)4HCl(浓) ＋ MnO 2 ?
=====MnCl 2 ＋ 2H 2O ＋ Cl 2↑
1
1
0．26 mol
n (Cl 2)
n (Cl 2)＝11
mol 0.26?＝0．26 mol
V (Cl 2)＝n (Cl 2)V ｍ＝0．26 mol×22．4 L·mol －1＝5．8 L
答：参加反应的浓HCl 的体积为0．087 L,生成Cl 2的体积在标况下为5．8 L ． 解法二：
解：(1)MnO 2的摩尔质量为87 g·m ol －1
n (MnO 2)＝
122mol g 8776.5%
g 30)MnO ()MnO ()(-??=
?M w m 软锰矿石＝0．26 mol 4HCl(浓) ＋ MnO 2 ?
=====MnCl 2 ＋ Cl 2 ＋ H 2O ↑
4 1
n (HCl) 0．26 mol
n(HCl)＝1mol
0.264?＝1．04 L
V ［HCl(ａｑ)］＝1
L mol 121mol
0.264-???＝0．087 L
(2)4HCl(浓) ＋ MnO 2 ?=====MnCl 2 ＋ 2H 2O ＋ Cl 2↑
1 mol
22．4 L 0．26 mol
V (Cl 2)
V (Cl 2)＝mol 1L
22.4mol 0.26?＝5．8 L
答：参加反应的浓HCl 的体积为0．087 L,生成Cl 2的体积在标况下为5．8 L ． 解法三：
解：4HCl(浓) ＋ MnO 2 ?
=====MnCl 2 ＋ 2H 2O ＋ Cl 2↑
4 mol 87 g 22．4 L
12 mol·L －1
×V ［HCl(aq)］ 30 g×76．6%V (Cl 2)
V ［HCl(aq)］=g 87L mol 1276.6%
g 30mol 41
????-=0．087 L
V (Cl 2)=g 87L
22.476.6%g 30??=5．8 L
答：参加反应的浓HCl 的体积为0．087 L ，生成Cl 2的体积在标况下为5．8 L ．
［问］大家认为以上哪种解法更简单呢？ ［生］第三种解法更简捷！
［师］当然，本题的解答过程上还不止以上三种，其中解法一与课本上的相同，这说明：解答同一个问题可以通过不同的途径．希望大家在以后的学习中能多动脑筋，多想些方法，以促使自己的思维能力能更上一层楼！
下面，请大家用本节课学到的知识来计算课本P 31五、与P 42二、4并与以前的计算方法相比较．
［附P 31五、P 42二、4，也可用投影仪展示］
P 31五、4．6 g Na 与足量的H 2O 反应，计算生成的气体在标准状况下的体积(标准状况下
H 2的密度为0．0899 g·L －1
)．
答案：2．24 L
P 42二、4．106 g Na 2CO 3和84 g NaHCO 3分别与过量的HCl 溶液反应，其中 A ．Na 2CO 3放出的CO 2多 B ．NaHCO 3放出的CO 2多 C ．Na 2CO 3消耗的盐酸多 D ．NaHCO 3消耗的盐酸多 答案：C
［学生活动，教师巡视］
［问］通过做以上两题，大家有什么体会？ ［生］用物质的量计算比用其他物理量简单！
［师］对！这也是我们学习本节课的目的之一，即把物质的量应用于化学方程式的计算，可使计算简单化．也是我们中学化学计算中最常用的一种方法．
［本节小结］本节课我们运用化学计算中的一个基本规律：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比对几个问题进行了分析，在学习中除了要用好上述规律外还要注意解题的规范性．
［作业］习题：一、3、4 二、3、4 三、2
●板书设计
物质的量在化学方程式计算中的应用(一)
一、原理
2H 2 ＋ O 2 点燃
====== 2H 2O
化学计量数ν之比： 2 ∶ 1 ∶ 2 扩大N A 倍： 2N A ∶ N A ∶ 2N A 物质的量之比： 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol
化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的化学粒子数之比，也等于各物质的物质的量之比．
二、步骤
1．写出有关化学反应方程式 2NaOH ＋ H 2SO 4====Na 2SO 4＋2H 2O 2．找出相关物质的计量数之比 2 1
3．对应计量数，找出相关物质的物质的量 0．1 mol n (H 2SO 4)
4．根据(一)原理进行计算)SO H ()
NaOH (42v v ＝)SO H ()NaOH (42n n
n (H 2SO 4)=2mol
0.101?=0．05 mol
三、物质的量与其他物理量之间的关系
四、物质的量在化学方程式计算中的应用
●教学说明
通过初中的学习，学生已知道了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系，并学习了运用化学方程式进行有关质量的计算．本节课主要揭示了化学反应中反应物、生成物之间的粒子数关系，并运用化学方程式中化学计量数之比等于各物质的物质的量之比这一规律，教学中把物质的量，以及物质的量浓度等应用于化学方程式中进行计算，从而使同学们充分意识到运用物质的量进行计算的简捷性和广泛性．
●参考练习
1．完全燃烧4 mol CH 4，生成的H 2O 的物质的量是多少？
解析：写出化学方程式，列出有关物质的化学计量数和物质的量．
根据CH 4与H 2O 物质的量之比等于化学计量数之比，列出方程式
)CH ()CH (44v v ＝)O H ()
CH (424n n 将CH 4的物质的量代入方程式，求H 2
O 的物质的量． n (H 2O)=12
mol 4?=8 mol
答案：完全燃烧4 mol CH 4 生成8 mol H 2O
2．500 mL KI 溶液中通入足量的Cl 2，反应后蒸发溶液，灼烧固体，最后剩余固体7．45 g ．试计算：
(1)原溶液中KI 的物质的量浓度； (2)在标准状况下通入Cl 2的体积．
解析：(1)由反应2KI ＋Cl 2====2KCl ＋I 2可知，
n (KI)=n (KCl)=1
mol g 5.74g
45.7-?=0．100 mol
故KI 溶液的物质的量浓度
c (KI)=
L 0.5mol
0.100)KI (=V n =0．2 mol/L (2)同样由方程式可知
n (Cl 2)=21n (KCl)=21
×1
mol g 4.5g 7.45-?=0．050 mo l
其在标准状况下的体积为
V (Cl 2)=n (Cl 2)·V m =0．050 mol×22．4 L/mol=1．12 L 答案：(1)0．2 mol/L (2)1．12 L 3．NaCl 和NaBr 的混合物16．15 g ，溶于水后，通入足量的氯气充分反应，把溶液蒸干、灼烧，得固体11．70 g ．求原混合物中NaCl 的质量．
解析：由Cl 2和NaBr 反应的化学方程式： 2NaBr ＋Cl 2====2NaCl ＋Br 2 Δm
2×103 2×5X．5 89
可知经过反应后，固体质量减轻，故本题可采用差量法计算 据题意设原混合物中NaBr 的质量为m
则可得：g 11.7g 15.1689
1032-=
?m
解得m =10．3 g
所以原混合物中的NaCl 的质量为 m (NaCl)=16．15 g －10．3 g=5．85 g 答案：5．85 g
第二课时
［引入课题］本节课我们来继续学习物质的量应用于化学方程式的计算． ［板书］第三节 物质的量在化学方程式计算中的应用(二) ［师］请大家根据上节课所学内容，做以下练习：
［投影］ 400 mL 某浓度的NaOH 溶液恰好与5．8 L Cl 2(标准状况)完全反应，计算： (1)生成NaClO 的物质的量．
(2)该溶液中NaOH 的物质的量浓度．
［学生活动，教师把例题在黑板上写出，然后巡视指导］
［板书］例1：用8．7 g MnO 2与100 g 36．5%的浓盐酸反应，消耗盐酸的物质的量是多少？产生Cl 2在标况下的体积是多少？未参加反应的HCl 的质量是多少？
［师］以下是练习题的解法及步骤，供同学们参考． ［投影展示］
答：(1)生成的NaClO 的物质的量是0．26 mol ．
(2)该溶液中NaOH 的物质的量浓度是1．3 mol·L －1
．
［过渡］刚才的练习题的已知条件是两种反应物恰好完全反应，故计算时可直接利用所给反应物的量进行计算，若两种反应物的量都已给出，但却不知它们是否恰好完全反应，这