資源簡介

第四章 生命之源——水
4.4 化學方程式
設計說明 本節課包含化學方程式的定義及意義、書寫、有關計算三部分內容。 講解“化學方程式的定義及意義”時，先回顧元素符號、化學式、化學反應的實質以及一些化學反應和它們的文字表達式，然后介紹化學家為了更方便地描述與記錄化學反應，使用了國際通用的化學語言表示化學反應，從而創造了化學方程式，進而引導學生認識化學方程式包含的信息以及正確的讀法。 介紹化學方程式的書寫原則和書寫步驟，其重點和難點是化學方程式的配平。為了充分調動學生的積極性，讓學生在輕松愉悅的氛圍中學習，以組內合作、分組競賽的方式展開教學，這樣做的目的是創設學生參與探究的機會，培養他們的協作意識，教給學生獲取知識的途徑和思考問題的方法，讓學生感受到成功的喜悅，從而提高他們學習化學的興趣。 化學方程式的計算始終是初中化學教學中的重點和難點。本節研究的計算問題主要是三個方面：一是用一定量的反應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應物；三是反應物、生成物之間互求。 無論是哪種計算問題，其關鍵點是準確書寫化學方程式。因此，在教學開始，會檢查學生對常見的重要物質的化學性質的掌握情況，復習正確書寫化學方程式。本課題的教學中只要求純物質的計算，難度不大。因此，本課題的具體教學過程設計如下： 1.創設情境，展現利用化學方程式計算的實際意義和價值。 2.強調規范，探究利用化學方程式計算的書寫格式。 3.拓展應用，設計情境進行鞏固、提升訓練。 教學目標 【知識與技能】 1.理解化學方程式的意義，知道書寫化學方程式應遵循的原則。 2.掌握化學方程式書寫的步驟，初步學會化學方程式的配平方法。 3.學會利用化學方程式的簡單計算，掌握正確的計算格式和步驟。 4.在正確書寫化學方程式的基礎上，進行簡單的計算。 【過程與方法】 1.通過對具體的化學反應的討論、分析和解決，使學生的思維能力得到鍛煉。 2.通過學生自主探究和合作探究，培養學生發現規律、認識規律和運用規律，并培養科學的思維方法。 3.通過對化學方程式中物質間質量比的分析，初步理解反應物和生成物之間質和量的關系。 4.培養學生按照化學特點去進行思維的良好習慣和熟練的計算技能。 【情感、態度與價值觀】 1.結合化學方程式書寫原則的教學，讓學生形成實事求是的科學態度。 2.克服書寫的隨意性和盲目性，養成良好的習慣，不斷培養學生全面思考問題的能力。 3.認識化學計算對于解決實際問題的重要意義，進一步認識定量研究對于化學科學發展的重大作用。 4培養學生嚴謹求實、勇于創新和實踐的學習態度及科學精神。 重點難點 教學重點 1.化學方程式的含義與讀法。 2.正確書寫化學方程式及化學方程式的配平方法。 3.根據化學方程式的簡單計算的審題、步驟、格式。 教學難點 1.化學方程式的配平。 2.根據化學方程式的簡單計算中物質之間關系的建立、解題格式的規范化。 教學方法 探究法：通過學生的自我學習、合作討論，引導學生正確認識化學方程式，學會書寫簡單的化學方程式。通過計算化學反應中各物質之間的質量比，引導學生探究根據化學方程式計算的理論依據。 歸納法：在學會書寫簡單的化學方程式的基礎上，通過學生的討論分析，教師引導，歸納出化學方程式的書寫規律與配平技巧。 分析法：在老師的引導下，讓學生對例題進行討論、對比、辨析、交流和小結，在此基礎上完成教學，使學生在整個教學過程中，自己不知不覺地獲取了新的知識和掌握了新的技能。 教具、學具 多媒體教學、CAI課件 授課時數 3課時 第一課時 教學過程 回顧思考 1.請你寫出下列化學反應的文字表達式。 （1）碳在氧氣中燃燒； （2）磷在氧氣中燃燒； （3）電解水； （4）過氧化氫分解； （5）加熱高錳酸鉀 2.什么是質量守恒定律，用分子、原子的知識解釋質量守恒的原因。 導入新課 【教師提問】大家都知道哪些化學反應？ 剛才我們用有聲的語言表述了這些化學反應，那么如何用無聲的語言及文字符號把它們表述出來呢？請同學們以碳與氧氣的反應為例，寫出該反應的文字表達式。 與此同時，交給另一名同學一個錦囊，里面有一張紙條（紙條上寫有碳與氧氣反應的化學方程式）， 【教師提問】化學上有沒有一種式子，既能表示反應物、生成物和反應條件，又能反映質量守恒定律的特點呢？ 【教師點撥】國際上為了便于交流，化學家采用國際通用的化學方程式來表示化學反應。 講授新課 一、化學方程式的定義 【板書】碳+氧氣二氧化碳 C+O2 CO2 【教師提問】黑板上的兩種形式都能夠表述碳與氧氣的反應，如果不給你任何提示，你能通過觀察得知它們描述的是哪一個反應嗎？它們給你提供了哪些信息？ 【小結】第二種形式也能同文字表達式一樣告訴我們反應物、生成物和反應條件，它最顯著的特征是用化學式代替了物質名稱，像這樣用化學式來表示化學反應的式子就是我們今天要學習的表示化學反應的快捷方式——化學方程式。 【教師提問】若讓你在文字表達式和化學方程式中選擇其一來表示一個化學反應，你會選擇哪一種？ 【追問】為什么？ 【學生閱讀】什么叫化學方程式？請大家閱讀教材P115尋找化學方程式的概念。 【教師總結】化學方程式指的是用化學式來表示化學反應的式子。 如木炭在氧氣中燃燒的化學方程式可表示為C+O2CO2；磷在氧氣中燃燒的反應可表示為4P+5O22P2O5。 【教師提問】用化學方程式來表示化學反應具有哪些優點呢？ 【小組討論】1.表示了各反應物和生成物的組成。 2.表示了反應進行所需要的條件。 3.表示了質量守恒定律，很明顯地看到原子的種類和數目沒有發生變化。 【教師總結】化學方程式具有如此多的優點，它把“質”和“量”有機地結合在一起，既表示出了反應物和生成物是什么，又表示出了各反應物和生成物量的關系，以后我們在表示一個化學反應時就要用它的化學方程式。 二、化學方程式的意義 【教師提問】化學方程式具有哪些意義呢？ 【學生閱讀】請同學們閱讀教材P115進行總結（以木炭燃燒為例）。 【學生回答】化學方程式具有兩點意義。 1.表示出了反應物、生成物以及反應條件。如C+O2CO2，可表示為反應物為C和O2，生成物為CO2，反應條件為“點燃”。 2.表示出了反應物與生成物間的質量比。 如：C+O2 CO2 12∶ 16×2∶ 12+16×2 12∶ 32∶ 44 即每12份質量的碳恰好與32份質量的氧氣完全反應，生成44份質量的二氧化碳。 【補充】從微觀上看，還能表示化學反應中各物質之間的微粒個數比。如每個碳原子和一個氧分子在點燃條件下生成一個二氧化碳分子。 【教師總結】化學方程式的意義： 1.表示出了反應物、生成物和反應條件。 2.表示出了反應物與生成物間的質量比。 3.表示出了化學反應中各物質之間的微粒個數比。 【教師提問】對于4P+5O22P2O5這個反應，反應物與生成物間的質量比如何表示？ 【教師講解】計算反應物與生成物之間的質量比時，應將反應物與生成物的相對分子質量乘以各物質化學式前面的化學計量數，這樣的計算才遵守質量守恒定律，而且將反應物與生成物的質量比化簡后仍遵守質量守恒定律。 三、化學方程式的讀法 【教師提問】化學方程式應該怎么讀？ 【學生回答】化學方程式能客觀地反映出化學反應中“質”和“量”的變化及關系，其讀法有異于數學中的方程式。其中的“+”讀成“和”，反應物和生成物中間的“”讀成“生成”，不能讀成“等于”。以磷燃燒為例： （1）宏觀讀法：磷和氧氣在點燃的條件下生成了五氧化二磷。 （2）微觀讀法：每4個磷原子在點燃的條件下能與5個氧分子完全反應，生成2個五氧化二磷分子。 （3）質量比讀法：每124份質量的磷在點燃的條件下，能與160份質量的氧氣完全反應，生成284份質量的五氧化二磷。 【小組討論】教材P115的討論。 【注意】盡量鼓勵學生多回答一些信息，只要從這三個方面能得到的都對。 【教師總結】可見化學方程式能給我們提供很多有用的信息，我們可以利用它所提供的這些信息選擇適當的物質和條件來制取我們所需要的物質。 【教師提問】我們知道用化學方程式表示化學反應可以給我們提供更多的信息，而且便于在國際上交流，書寫又方便，那么，如何正確書寫化學方程式呢 四、化學方程式的書寫 1.化學方程式的書寫 【教師提問】（1）P+O2P2O5 ，這個式子是化學方程式嗎？為什么？ （2）能否將P2O5改寫成PO2？為什么？ 【小結】化學方程式反映化學反應的客觀事實，因此書寫化學方程式要遵守兩個原則：一是必須以客觀事實為基礎；二是遵守質量守恒定律。 【追問】怎樣才能使它成為符合質量守恒定律的化學方程式呢 【學生閱讀】教材P115～P117頁有關內容，組織學生討論要使上面第一個式子符合質量守恒定律應該怎么辦？ 很好，這個過程我們稱為配平。書寫化學方程式最關鍵的就是配平。書中第116頁以磷在空氣中燃燒為例介紹了書寫化學方程式的具體步驟，請同學們閱讀相關內容，并試著寫出鐵在氧氣中燃燒的化學方程式。 【教師提問】如何正確書寫化學方程式呢？ 2.書寫化學方程式的步驟 寫 根據科學實驗事實，在左邊寫出反應物的化學式，右邊寫出生成物的化學式，如果反應物或生成物不止一種，就分別用“+”把它們連接起來，并在反應物與生成物之間畫一條短橫線。 配 根據質量守恒定律，進行配平，即在有關化學式前配上適當的化學計量數，使反應前后各種元素的原子個數相等。 注 注明反應條件和生成物狀態。 等 把短橫線改寫成等號。 查 檢查化學式是否正確、化學方程式是否配平、反應條件和生成物狀態符號是否標注，標注是否恰當。 【多媒體展示】寫出下列反應的化學方程式。 （1）氧化汞受熱分解 （2）鎂在氧氣中燃燒 （3）用過氧化氫制氧氣 （4）硫在氧氣中燃燒 【教師點撥】 （1）正確區分反應條件和反應過程，如“點燃”和“燃燒”，“通電”和“電解”等，“點燃”“通電”是反應條件，“燃燒”“電解”是反應過程。如S+O2SO2（正確），S+O2SO2（錯誤）。 （2）若反應只有一個條件時，如點燃、加熱（△）、催化劑、高溫等，條件一般寫在“”上方。若反應條件有兩個或多個時，分上下來寫。當其他條件與催化劑同時存在時，則一般將催化劑寫在“”上方，而將另一條件寫在下方。如2KClO32KCl+3O2↑。 （3）正確使用“↑”和“↓”符號。反應物中沒有氣體，反應后有氣體生成，在生成的氣體化學式后標注“↑”；反應物中沒有難溶物質，反應后在生成物中有沉淀，在沉淀化學式后標注“↓”。 當堂達標 1.對于化學方程式“C+O2CO2”表示的意義，下列敘述錯誤的是（　　） A.在點燃的條件下，碳和氧氣反應生成二氧化碳 B.碳加氧氣點燃等于二氧化碳 C.每12份質量的碳和32份質量的氧氣反應，能生成44份質量的二氧化碳 D.在點燃的條件下每一個碳原子和一個氧分子化合生成一個二氧化碳分子 答案：B 2.根據蠟燭燃燒后生成水蒸氣和二氧化碳的實驗事實，可以推斷石蠟（蠟燭的主要成分）的組成里一定含有 （　　） A.碳一種元素　 B.氫一種元素 C.碳和氫兩種元素 　 D.碳、氫、氧三種元素 答案：C 3.將A、B、C各10 g的混合物加熱后，A全部參加反應，生成4 g D，同時增加了8 g C，則反應中A與B的質量比是（　　） A. 1∶5 B. l∶4 　 C. 4∶l D. 5∶l 答案：D 4.Y2+24XY中方框里應填寫的化學式為（ ） A. X2Y2 B. X2Y 　 C. X3Y4 　 D. XY2 答案：B 5.某發電廠煙氣處理的新工藝為CH4+2NO2 N2+X+2H2O，則X的化學式為（　　） A. CO B. CO2 　 C. O2 　　　 D. C 答案：B 板書設計 4.4 化學方程式 第一課時 一、定義 用化學式表示化學反應的式子。 二、意義 1.表示反應物、生成物和反應條件； 2.表示反應物與生成物間的質量比； 3.表示化學反應中各物質之間的微粒個數比。 三、讀法 “+”讀作“和”，“”讀作“生成”。 四、書寫 寫、配、注、等、查 第二課時 教學過程 導入新課 寫出下列反應的化學方程式。 【學生活動】初步練習化學方程式的書寫。 ①實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣。 ②銅在氧氣中加熱，生成氧化銅。 ③ 氫氧化鈉（NaOH）溶液和硫酸銅（CuSO4）溶液反應，生成氫氧化銅［Cu(OH)2］沉淀和硫酸鈉（Na2SO4），生成的硫酸鈉留在溶液中。 【教師提問】同學們在獨自書寫化學方程式的過程中，有沒有遇到困難呢？ 【學生交流反饋】化學方程式書寫中配平比較困難，需要老師的幫助。 【教師點撥】今天我們就學習一下化學方程式的配平方法。 講授新課 1.最小公倍數法（以磷在氧氣中燃燒為例） 首先找出其中出現次數較多且原子個數相差較大的原子作為配平起點，求出它們的最小公倍數，再由最小公倍數確定相關化學式前的化學計量數，配平化學方程式。 如P+O2——P2O5中的O的最小公倍數為2×5=10，用最小公倍數分別除以含有該元素的化學式中的原子個數，其商就是該化學式前的化學計量數。如P2O5中含有5個O原子，P2O5的化學計量數為=2，O2中有2個O原子，O2的化學計量數為=5，從而可知P的化學計量數為4，最后得出配平的化學方程式為4P+5O22P2O5，并注明“反應條件”“↑”或“↓”等，即4P+5O22P2O5。 2.奇數配偶法（以氯酸鉀分解為例） 首先選出反應式兩邊原子個數一奇一偶的元素作為配平的起點，若有幾種元素在反應式兩邊同時出現奇偶數時，從出現次數最多的那種元素開始，將奇數配成偶數。然后，以該化學式和所配化學計量數為依據，找出其他化學式的化學計量數，配平化學方程式。 如在KClO3——KCl+O2中，配平時應從氧元素開始，將KClO3前配“2”，然后，根據已有的化學計量數“2”，確定KCl的化學計量數也為“2”，O2的化學計量數為“3”，把“——”改為“”，即可得出配平的化學方程式2KClO32KCl+3O2，注明“反應條件”“↑”或“↓”等，即2KClO3 2KCl+3O2↑。 3.觀察法（以堿式碳酸銅分解為例） 在反應物或生成物中找出一種比較復雜的或元素在物質中出現次數比較多的物質，將它的化學計量數定為1，如在Cu2(OH)2CO3——CuO+H2O+CO2中，把Cu2(OH)2CO3的化學計量數定為1；以此化學式為準，來確定其他化學式的化學計量數，當Cu2(OH)2CO3的化學計量數為1時，反應物中有2個銅原子、2個氫原子和1個碳原子，則生成物中也應有2個銅原子、2個氫原子和1個碳原子，因此CuO的化學計量數為2，H2O的化學計量數為1，CO2的化學計量數也為1，即得Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2；然后，檢查左、右兩端的原子種類和數目是否相等；最后，注明“反應條件”“↑”或“↓”等，得Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑。 4.定一法（以乙炔在氧氣中燃燒為例） （1）先用反應式中含有多原子的化學式中的原子數配平其他化學式中元素的原子數，如在反應C2H2+O2CO2+H2O中，配平C、H的原子數而得下式：C2H2+O22CO2+H2O； （2）根據已配平的元素的原子數，可用暫定分數化學計量數來確定未配平的元素的原子數，如在上述反應中，把O2的化學計量數暫定為，即為C2H2+O22CO2+H2O； （3）將反應式中各化學式的化學計量數乘以暫定分數的分母，把“——”改為“”，即為2C2H2+5O24CO2+2H2O。 【學生練習】 （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 當堂達標 1.圖5-1形象地表示某反應前后反應物與生成物分子及其數目的變化，其中分別表示A、B、C三種不同的分子。該反應的化學方程式中A、B、C前的化學計量數之比為（ ） A. 4∶1∶3　　　　B. 3∶1∶2　　　　C. 4∶1∶2　　　　D. 3∶1∶3 A　　　　B　　　　C 答案：B 2.化學方程式為aC2H6+bO2mCO2+nH2O,下述關系一定正確的是（　　） A. 2m=a　　　　B.3n=2a　　　　C.3n=a　　　　D.2b=2m+n 答案：D 3.在通常情況下，二硫化碳（CS2）是一種無色、有刺激性氣味的液體。在空氣中完全燃燒生成一種大氣污染物和一種能產生溫室效應的氣體。請根據以上信息寫出反應的化學方程式____________________________。 答案：CS2+3O22SO2+CO2 4. R元素在化合物中只有一種化合價——“+3”，則下列化學方程式中錯誤的是（ ） A. 2R+3H2SO4R2(SO4)3+3H2↑ 　 B. 4R+3O22R2O3 C. 2R+2HCl2RCl+H2↑ 　　 D. 2R+6HCl2RCl3+3H2↑ 答案：C 板書設計 4.4 化學方程式 第二課時 1.最小公倍數法 2.奇數配偶法 3.觀察法 4.定一法 第三課時 教學過程 回顧思考 1.寫出氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式，并標出各物質的質量比。 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 【教師點撥】 這說明在化學反應中，反應物與生成物之間的質量比是正比例關系，因此，利用此正比例關系，根據化學方程式中已知一種物質的質量，可求另一種物質的質量。 2.化學方程式的意義 在反應4P+5O22P2O5中： 每（　124　）份質量的磷與（ 160 ）份質量的氧氣恰好完全反應。 則124 g的磷恰好能與（　160　）g質量的氧氣反應。 則12.4 g的磷恰好能與（　16　）g質量的氧氣反應。 則6.2 g的磷恰好能與（　8　）g質量的氧氣反應。 【教師點撥】 根據化學方程式計算的依據是各反應物、生成物之間的質量比為一定值。 講授新課 例1　在實驗室中，將含有15.3 g過氧化氫的溶液與少量二氧化錳混合，求過氧化氫完全分解后，生成的氧氣質量是多少？ 【審題】①該題涉及的化學方程式為（寫化學方程式）。 ②題目給出的已知量為　過氧化氫　的質量，未知量為 氧氣 的質量。 ③已知量與未知量有什么關系？ 已知量與未知量存在一定的比例關系 。 【解題】請同學們在草稿紙上寫出詳細的解題過程。 【對照】寫完后，請先自己檢查，再與同學的解題過程對比、交流，然后與教材P118例1比較有哪些異同。 【學生閱讀并思考交流】按照例題1做P118至P119例題2、例題3。 例2 用加熱氯酸鉀與少量二氧化錳混合物的方法，制得氧氣9.6 g，求被分解氯酸鉀的質量是多少？ （1）解：設被分解的氯酸鉀的質量為x。 （2）2KClO32KCl+3O2↑ （3）　245　　　　　　96 　　　 x　　　　　　 9.6 g （4）= （5）x==24.5 g （6）答：被分解的氯酸鉀的質量為24.5 g。 例3 工業上高溫煅燒石灰石（按CaCO3純凈物計算），可制得生石灰（按CaO純凈物計算），但同時會產生大量二氧化碳。它是一種溫室氣體，排進大氣中，會影響生態環境。試計算每制得100 t氧化鈣的同時會產生二氧化碳多少噸？ （1）解：設每制得100 t氧化鈣的同時會產生二氧化碳的質量為x。 （2）CaCO3CaO　+　CO2↑ （3）　　　　　56　　 44 　　　　　　　100 t　　 x （4）= （5）x=≈78.6 t （6）答：每制得100 t氧化鈣的同時會產生二氧化碳78.6 t。 【教師點撥】 例題1是根據反應物求生成物，例題2是根據生成物求反應物，例題3是生成物之間互求。這是我們化學方程式計算的常見三種類型。 做完題目完成以下問題： 1.利用化學方程式計算可分為哪幾個步驟？ 2.利用化學方程式計算應注意哪些問題？ 【小結】 1.計算的依據是各反應物、生成物之間的質量比為一定值。 2.計算的方法和步驟： 解題方法：明確發生反應的化學方程式，寫出并配平涉及的化學方程式，分析已知量和未知量，根據已知量和未知量之間的關系，列比例式求解。 步驟：（1）設：　設未知量　；（未知量帶單位嗎？） （2）寫：　確定根據，即寫出化學方程式　；（要注意什么？） （3）找：　找相關量，即列出跟計算相關的量　；（有關的量標在什么位置？已知量帶單位嗎？） （4）列：　列出比例式　； （5）求：　求未知量　； （6）答：　回答問題　。 3.計算類型： （1）已知__反應物__的質量計算__生成物__的質量。 （2）已知__生成物__的質量計算__反應物__的質量。 （3）反應物或生成物之間互求 4.注意事項： （1）解題格式要規范，步驟要齊全。 （2）以純凈物的質量進行計算，對于不純的反應物或不純的生成物，必須折算成純凈物的質量，再進行計算。 （3）必須正確使用單位，單位要統一。 5.常見的錯誤： （1）不認真審題，答非所問； （2）元素符號或化學式寫錯； （3）化學方程式沒有配平； （4）相對分子質量或物質的質量比計算錯誤； （5）單位使用錯誤； （6）把不純物質當成純凈物進行計算。 【課堂練習】為保持長時間潛航，在潛水艇中要配備氧氣再發生裝置，其制氧的方法是利用過氧化鈉(Na2O2)與二氧化碳在常溫下生成碳酸鈉和氧氣，其反應的化學方程式為2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。若要得到48 g氧氣，需過氧化鈉的質量是多少？ 答案：解：若要得到48 g氧氣，需過氧化鈉的質量是x。 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 156 　　　　　　　 32 x 　　　　　　　 48 g 156/x=32/48 g x=234 g 答：需過氧化鈉的質量是234 g。 當堂達標 1.工業上電解氧化鋁制取金屬鋁的化學方程式為2Al2O34Al+3O2↑。 電解20 t氧化鋁最多可生產多少噸鋁？（寫出必要的計算過程，計算結果精確到0.1 t） 答案：解：設可以生產鋁的質量為x。 2Al2O3 4Al+3O2↑ 204 108 20 t x x≈10.6 t 答：電解20 t氧化鋁最多可生產10.6 t鋁。 2.登山隊員常用的能源是氫氣，可用氫化鈣（CaH2）固體和水反應制得，其反應的化學方程式為CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑。若需制得20 g H2，則需要多少克氫化鈣？ 答案：解：設需要氫化鈣的質量為x。 CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑ 42 4 x 20 g x＝210 g 答：需要氫化鈣的質量為210 g。 板書設計 4.4　化學方程式 第三課時 一、步驟：設 寫 找 列 求 答 二、例　見教學過程 教學反思

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