第二节 定量认识化学变化.doc

第二节 定量认识化学变化
第1课时
【教学目标】 1、知道质量守恒定律,
2、能用微观的角度说明质量守恒的本质原因，能用质量守恒定律解释常见化学反应的质量关系
过程与方法：进一步认识与体验科学探究的过程。
情感态度价值观：认识定量研究对化学科学发展的意义。
【教学过程】 引入：物质发生化学变化时，都有新物质产生，同时还伴随着能量的吸收和释放。那么质量有什么关系呢？
酒精灯内的液体燃烧后会逐渐减少，生锈的铁钉质量比原先质量增加，铁与硫酸铜溶液反应后总质量却没有变；那么化学反应前后物质的总质量会发生什么变化？增加，减少还是不变？
提出假设：化学变化前后质量的总质量不变。
设计实验：
（1）参照课本P96页图4-13 氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应
现象：在蓝色的硫酸铜溶液中，滴入无色氢氧化钠溶液后，锥形瓶中产生蓝色沉淀，天平保持平衡。
文字表达式：硫酸铜+ 氢氧化钠→ 硫酸钠+ 氢氧化铜
结论：参加反应的硫酸铜和氢氧化钠质量总和等于生成物硫酸钠和氢氧化铜质量之和。
（2）参照课本P96页图4-14 碳酸钙和稀盐酸反应
现象：胶皮滴管中的稀盐酸滴入到小试管中的碳酸钙上，产生大量气泡，锥形瓶中的氢氧化钙溶液逐渐变浑浊，天平仍然保持平衡状态。（分析实验注意事项）
碳酸钙+ 盐酸→ 氯化钙+ 二氧化碳+ 水
二氧化碳+ 氢氧化钙→ 碳酸钙+ 水
结论化学反应前后质量总量没有发生改变。
板书：形成结论：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，即质量守恒定律
分析：质量守恒定律的适用范围
（1）必须在化学反应中，如：100g酒精和100g水混合形成200g酒精溶液，并不能用质量守恒定律解释
（2）在利用质量守恒定律时，一定要注意是参加反应的总质量和生成物的总质量才相等
如：酒精燃烧后，质量逐渐减少，用质量守恒定律来解释的话，参加反应的酒精和氧气的质量总和应该与生成的二氧化碳及水的总质量相等，而二氧化碳和水散失在空气中，无法称得质量，所以质量减少。
而铁钉生锈后质量会增加，则是因为参加反应的铁和氧气的质量总和等于生成的铁锈的质量，当然铁锈的质量就会大于原先金属铁的质量[来源:. K]
板书：2．质量守恒定律成立的原因
（1）根据化学反应的本质，原子的重组，即参加反应的各原子的种类、数目不变，质量也基本不变
（2）在宏观上，元素的种类和质量也不变
【例题分析】
例题1：4.6g某物质R在空气燃烧后，能够生成8.8gCO2和5.4gH2O，请你分析该物质的元素组成
分析：我们可以用化学式表示该反应：R+O2→CO2+H2O，生成物中含有碳、氢、氧三种元素，所以根据质量守恒原理，反应物中的碳、氢、氧元素质量应该和生成物中的质量分别相等。首先能够判断在反应物R中，一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。我们就要根据质量来算了：
m(C)=m(CO2)×ω(C)＝8.8g×=2.4g；m(H)＝m(H2O)×ω(H)=5.4g×＝0.6g
故，氢元素与碳元素质量总和只有3g，而R中有4.6g，所以在该物质中氧元素就要占1.6g。
综合上述，该物质中含有碳、氢、氧三种元素。
练习：解释某些质量现象，质量守恒应用的小计算
板书设计：
一、质量守恒律
1、律文　　　　　2、适用范围　　　　　3、微观解释：
第2课时定量认识化学变化（二）
【教学目标】
认知目标：
1．能够正确地书写化学方程式；根据化学方程式进行简单的计算
2．知道化石燃料是重要的自然资源
3．了解燃烧化石燃料对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料；
4．认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。
能力目标：1．认识书写化学方程式的依据，理解内容和形式的辨证关系。
2．粗略了解人类对化石燃料认识和利用的发展过程，体会人类对自然认识的发展与进步。
情感目标：1．认识定量研究对化学科学发展的意义。
2．认识控制燃烧、正确选择燃料和处理燃烧过程的重要性
【教学内容】
引入：我们已经学过了几种方式来表示一个化学反应，但是前面所学的文字或符号表达式都不能体现质量守恒定律。
观察与思考中的3式就可以体现，这种叫化学方程式。
板书：一、化学方程式的书写
1．化学方程式的原则

（1）严格遵循质量守恒定律，即需要化学方程式配平
（2）严格尊重实验事实，不可主观臆造
2．化学方程式的意义
以P为例： 4P + 5O2 2P2O5[来源:Z.xx.k.Com]
4×31 5×32 2×142
（1）磷和氧气在点燃的情况下，完全燃烧，生成了五氧化二磷
（2）每4个磷原子在点燃条件下能与5个氧分子完全反应，生成2个五氧化二磷分子[来源:Z*xx*k.Com]
（3）每124份质量的磷在点燃的情况下，能与160份质量氧气完全反应，生成284份质量五氧化二磷
3．化学方程式的书写

一写：
二配：在化学方程式两边的化学式前面要配适当的化学计量数，使化学方程式左、右两边每一种元素的原子总数相等。化学方程式配平后，短线改成等号。
注意：不能改动化学式
三标：注：注明反应条件和生成物的状态
练习：观察与思考 书p101,第1题 根据化学方程式确定某一化学式
第三课时：
二．根据化学方程式的计算
1．根据化学方程式计算的步骤
（1）设：根据题意设未知数；　　　　　　（2）写：书写正确的化学方程式；
（3）找：找出已知量和未知量的质量关系；　（4）列：列出比例式并求解；
（5）答：检查结果，简明作答。
2．根据化学方程式计算应该注意的事项
（1正确书写化学方程式，准确列出有关反应物或生成物的质量比；
（2）列式时，各物质的质量单位必须统一，对应关系要正确；
（3）反应物、生成物都必须是纯净物，如果是混合物，应该不纯物的质量按题意转化为纯净物的质量；
（4）解题的过程要完整，规范
（5）设未知数是要指明物理量，不要带单位。
例题：某实验室中需要1.6g氧气进行实验。若用电解水的方法制取这些氧气，需要消耗水多少克？同时可生成氢气多少克？
解：设消耗水的质量为x，得到氢气的质量为y
2H2O2H2↑+O2↑
36 4 32
x y 1.6g
，x=1.8g；，y=0.2g
答：电解消耗1.8g水，同时生成0.2g氢气。
【典型例题讲解】
1．利用质量守恒定律的相关信息，如何求反应物的质量及相互质量比？
例1 已知在反应3A+2B=2C+D中，反应物A、B的质量比为3：4。当反应生成C和D的质量共140g时，B消耗的质量为_________g。
分析：此题能根据质量守恒定律，由于生成物C和D的质量共140g，所以A和B的质量之和也应为140g。由于反应物A、B的质量比为3：4，则可将物质总质量视为7份（3+4=7），A占其中3份，B占其中4份。所以消耗B的质量为140÷7×4＝80g。
例2 在化学反应3X+4Y=2Z中，已知X和Z的相对分子质量分别是32和102，则Y的相对分子质量为_____。
分析：此题是根据质量守恒定律确定Y的相对分子质量。解题时，首先要确定4Y的值，即3×32＋4Y＝2×102 4Y＝2×102－3×32＝108 Y＝27
2．已知反应物（或生成物）的质量（或密度、体积），如何求另一反应物（或生成物）的质量（或体积）？
例3 中国登山协会为纪念我们首次攀登珠穆朗玛峰成功50周年，再次组织攀登珠峰活动。阿旺扎西等一行登山运动员于2003年5月21日13：40成功登顶。假如每位运动员冲顶时消耗自带的液氧4.8g。求：
（1）这些氧气在标准状况下的体积是多少升？（标准状况下氧气密度为1.43g/L）
（2）若在实验室用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要多少千克的高锰酸钾？
（3）用这种方法给登山运动员供氧，是否可行？简述理由。
答：（1）4.8kg氧气在标准状况下的体积为
（2）设需要高锰酸钾的质量的质量为x
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
316 32
x 4.8kg

（3）不行。此法成本太高，经济上不合算；或在实验室制如此多氧气，耗时太长。
分析：此题难度不高，主要考查学生有关化学方程式计算的两个重要的注意点：1．气体体积和气体质量的换算（即气体体积=气体质量÷气体密度）；2．化学方程式中单位的换算，如题目中出现“kg”与“g”之间的换算。此题中不仅仅是一道有知识背景的简单计算，还考查了学生仔物质制备时是否考虑原料成本和反应时间的因素。
3．已知混合物中的一反应物（或生成物）的质量，如何求混合物中另一反应物（或生成物）的质量？
例4 煅烧含碳酸钙80%的石灰石100t，生成二氧化碳多少吨？若石灰石中的杂质全部进入生石灰中，可以得到这样的生石灰多少吨？
解：设生成二氧化碳的质量为x
CaCO3 CaO + CO2↑
100 44
100t×80% x
x35.2t
生石灰的质量：100t-35.2t=64.8t[来源:.]
4．利用化学反应测定的实验数据，如何进行物质的计算和推断？
例5 小强同学前往当地的石灰石矿区进行调查，他取回了若干块矿石样品，对样品中碳酸钙的质量分数进行检测，采用了的办法如下：取用8g这种石灰石样品，把40g稀盐酸分4次加入，测量过程所得数据见下表（已知石灰石样品中含的杂质不溶于水，不与盐酸反应）。请计算：
（1）8g石灰石样品中含有杂质多少克？（2）样品中碳酸钙的质量分数是多少？
（3）下表中m的数值应该为多少？
序号
加入稀盐酸质量（g）
剩余固体质量（g）
第1次
10
5.5
第2次
10
m[来源:.]
第3次
10
1.2
第4次
10
1.2
解：（1）8g石灰石样品中含有杂质为1.2g。
（2）样品中碳酸钙的质量分数＝＝85％
（3）m＝5.5g-（8g-5.5g）＝3g
分析：此题通过不断改变所加入的稀盐酸的质量，观察剩余固体的质量来判断稀盐酸何时不足，石灰石中CaCO3何时完全反应。由表中数据可知，在第三次加入10g盐酸后，固体剩余物质量不再减少，说明剩余的1.2g固体不和稀盐酸反应，应为杂质。然后，用8g石灰石样品质量－杂质质量＝CaCO3质量。再除以样品质量，即可求出样品中碳酸钙的质量分数。第三小问也可从题意得出正解，即第一次加10g酸时固体的质量减少应和第二次一样，所以第二次剩余的固体质量就是3g。最后一问可利用含杂质问题的解题方法处理。