高一化学物质的量 第2课时.docx
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高一化学物质的量第2课时
2019-2020年高一化学物质的量第2课时
(一)教学目标
知识目标:
1.使学生了解摩尔质量的概念。
了解摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量之间的关系。
2.使学生了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系。
掌握有关概念的计算。
3. 进一步加深理解巩固物质的量和摩尔的概念。
能力目标:
培养学生的逻辑推理、抽象概括的能力。
培养学生的计算能力,并通过计算帮助学生更好地理解概念和运用、巩固概念。
情感目标:
使学生认识到微观和宏观的相互转化是研究化学的科学方法之一。
培养学生尊重科学的思想。
强调解题规范化,单位使用准确,养成良好的学习习惯。
教学重点:
摩尔质量的概念和相关计算
教学难点:
摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量之间的关系
(二)教学过程:
[复习提问]什么是物质的量?
什么是摩尔?
它们的使用范围是什么?
[回答]物质的量是表示物质所含粒子多少的物理量,摩尔是物质的量的单位。
每摩尔物质都含有阿伏加德罗常数个粒子,阿伏加德罗常数的近似值为。
物质的量和摩尔都只适用于微观粒子,不能用于宏观物体。
在使用物质的量时应该用化学式指明粒子的种类。
[过渡]既然物质的量是联系微观粒子和宏观物质的桥梁,那么如何通过物质的量求出物质的质量呢?
[讲解]因为任何一种原子的相对原子质量,是以12C的1/12为标准所得的比值。
所以,1mol任何原子的质量比,就等于它们的相对原子质量比。
由此我们可求出x值和y值。
计算得出x=16g y=32g
[学生思考]由以上计算结果可得出什么规律?
[结论]①1mol任何原子的质量在数值上等于这种原子的相对原子质量。
②1mol任何分子的质量在数值上等于这种分子的相对分子质量。
③1mol任何离子的质量在数值上等于这种离子的式量。
[板书]二、摩尔质量
1.1mol物质质量
1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位,在数值上都与该粒子相对原子质量或相对分子质量相等。
2019-2020年高一化学物质的量在化学方程式计算中的应用
●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 2H2O
化学计量数ν之比:
2∶ 1 ∶2
扩大NA倍:
2NA ∶ NA ∶ 2NA
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0.10molNaOH需H2SO4的物质的量是多少?
[讲解并板书]
2NaOH + H2SO4====Na2SO4+2H2O
21
0.1mol n(H2SO4)
=
n(H2SO4)==0.05 mol
答:
完全中和0.10 molNaOH需H2SO4 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]0.1mol.
[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]H2+Cl2====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H2SO4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 + H2SO4====Na2SO4+2H2O
2mol 98g
0.1mol m(H2SO4)
m(H2SO4)==4.9g
答:
所需H2SO4的质量为4.9g.
[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30g MnO2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12mol·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Cl2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)MnO2的摩尔质量为87g·mol-1
n(MnO2)=
=0.26 mol
4HCl(浓) + MnO2 MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
4 1
12mol·L-1×V[HCl(aq)]0.26mol
V[HCl(aq)]==0.087 L
(2)4HCl(浓) + MnO2 MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
11
0.26mol n(Cl2)
n(Cl2)==0.26 mol
V(Cl2)=n(Cl2)Vm=0.26 mol×22.4 L·mol-1=5.8 L
答:
参加反应的浓HCl的体积为0.087L,生成Cl2的体积在标况下为5.8L.
解法二:
解:
(1)MnO2的摩尔质量为87g·mol-1
n(MnO2)=
=0.26 mol
4HCl(浓) + MnO2 MnCl2 + Cl2 + H2O↑
4 1
n(HCl) 0.26mol
n(HCl)==1.04 L
V[HCl(aq)]==0.087 L
(2)4HCl(浓) + MnO2 MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
1mol22.4 L
0.26mol V(Cl2)
V(Cl2)==5.8 L
答:
参加反应的浓HCl的体积为0.087L,生成Cl2的体积在标况下为5.8L.
解法三:
解:
4HCl(浓) + MnO2 MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
4mol 87g 22.4L
12mol·L-1×V[HCl(aq)]30g×76.6%V(Cl2)
V[HCl(aq)]==0.087L
V(Cl2)==5.8L
答:
参加反应的浓HCl的体积为0.087L,生成Cl2的体积在标况下为5.8L.
[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P31五、与P42二、4并与以前的计算方法相比较.
[附P31五、P42二、4,也可用投影仪展示]
P31五、4.6gNa与足量的H2O反应,计算生成的气体在标准状况下的体积(标准状况下H2的密度为0.0899g·L-1).
答案:
2.24L
P42二、4.106gNa2CO3和84gNaHCO3分别与过量的HCl溶液反应,其中()
A.Na2CO3放出的CO2多 B.NaHCO3放出的CO2多
C.Na2CO3消耗的盐酸多D.NaHCO3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
2H2 + O2 2H2O
化学计量数ν之比:
2∶ 1 ∶2
扩大NA倍:
2NA ∶ NA ∶ 2NA
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 + H2SO4====Na2SO4+2H2O
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 0.1mol n(H2SO4)
4.根据
(一)原理进行计算=
n(H2SO4)==0.05mol
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4molCH4,生成的H2O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CH4与H2O物质的量之比等于化学计量数之比,列出方程式
=将CH4的物质的量代入方程式,求H2O的物质的量.
n(H2O)==8mol
答案:
完全燃烧4molCH4生成8molH2O
2.500mLKI溶液中通入足量的Cl2,反应后蒸发溶液,灼烧固体,最后剩余固体7.45g.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Cl2的体积.
解析:
(1)由反应2KI+Cl2====2KCl+I2可知,
n(KI)=n(KCl)==0.100mol
故KI溶液的物质的量浓度
c(KI)==0.2mol/L
(2)同样由方程式可知
n(Cl2)=n(KCl)=×=0.050mol
其在标准状况下的体积为
V(Cl2)=n(Cl2)·Vm=0.050mol×22.4L/mol=1.12L
答案:
(1)0.2mol/L
(2)1.12L
3.NaCl和NaBr的混合物16.15g,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11.70g.求原混合物中NaCl的质量.
解析:
由Cl2和NaBr反应的化学方程式:
2NaBr+Cl2====2NaCl+Br2 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:
解得m=10.3g
所以原混合物中的NaCl的质量为
m(NaCl)=16.15g-10.3g=5.85g
答案:
5.85g
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]400mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.8LCl2(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8.7gMnO2与100g36.5%的浓盐酸反应,消耗盐酸的物质的量是多少?
产生Cl2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0.26mol.
(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度是1.3mol·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,这时,计算时应以哪一种反应物为标准呢?
这就要涉及到过量计算.
现在,请大家看黑板上的例1.
[学生看题]
[讲解]在化学反应中,反应物之间是按化学反应方程式所确定的质量比或物质的量比进行反应的.如果某一反应中两种反应物的量都已给出,此时存在两种可能,一种是两种反应物恰好完全反应;二是两种反应物不是恰好完全反应,而是一种反应物过量.这时就应首先确定哪种反应物的量是过量的,然后根据不足量的物质,即完全反应的物质的量进行有关计算.下面,我们就按以上思路来解答该题.
[讲解并板书]
解:
MnO2的摩尔质量是X7g·mol-1,HCl的摩尔质量是36.5g·mol-1.
答:
消耗HCl0.4mol,产生Cl22.24L,未参加反应的HCl为21.9g.
[师]现在,请大家做以下练习.
[投影练习]将0.65g锌加到50mL1mol·L-1盐酸中,计算:
(1)标准状况下,生成H2的体积.
(2)若反应完成后,溶液体积仍为50mL,这时溶液中的Zn2+和H+的物质的量浓度是多少?
[分析]溶液中的Zn2+来自反应生成物ZnCl2,H+应是反应后剩余的HCl电离出的.因此,求c(Zn2+)与c(H+)应先求出c(ZnCl2)及反应后的c(HCl).
[学生练习,教师指导]
[师]以上练习题的思路及参考步骤如下:
[投影展示]
c(Zn2+)=c(ZnCl2)=0.2mol·L-1
答:
(1)标准状况下,生成H20.224 L.
(2)反应后溶液中Zn2+与H+的物质的量浓度分别为0.2mol·L-1和0.6mol·L-1.
[师]请大家再看以下例题:
[投影]例2:
根据反应:
KClO3+6HCl====KCl+3Cl2↑+3H2O,在标准状况下,若有2.822LCl2生成,则被氧化的HCl是
A.0.21mol B.0.25mol C.7.67g D.9.13g
[学生思考]
[分析]本题根据化学方程式,考查氧化还原反应的有关知识.在氧化还原反应中,反应前后,同种元素的化合价改变不能交错,故KClO3中的Cl在反应时由+5价转化为0价,生成Cl2,6molHCl中有5mol被氧化共失5mol电子转化为0价,生成Cl2,还有1molHCl转化为KCl,这样生成3molCl2,只有5molHCl被氧化,故被氧化的HCl与生成Cl2的关系为:
[草板书]5HCl ~ 3Cl2
5mol 3×22.4L
n(HCl) 2.822L
n(HCl)==0.21mol
m(HCl)=n(HCl)·m(HCl)=0.21mol×36.5g·mol-1=7.67g
故答案为AC.
[师]下面,请大家做以下练习.
[投影]在反应CaH2+2H2O====Ca(OH)2+2H2↑中,下列叙述正确的是()
A.H2只是氧化产物
B.H2O是氧化剂
C.CaH2是氢元素既被氧化又被还原
D.此反应中氧化产物和还原产物物质的量之比为1∶1
[学生活动]
[解析]本题考查氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物以及它们的量的关系等知识.从化学反应方程式中可看出,CaH2中的H为-1价,在反应中-1价的H被氧化成H2,H2O中H为+1价,在反应中被还原成H2,因此H2O为氧化剂,氧化产物和还原产物均为H2,它们的物质的量之比为1∶1.
答案:
BD
[本节小结]综合以上计算可知,物质的量应用于化学方程式的计算时,须注意以下几点:
首先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,这是进行各项计算的最根本依据;其次,计算时要注意物质的量与其他各物理量(如质量、气体体积、浓度等)之间的关系;另外,存在过量问题时,要根据不过量的物理量来进行计算.
[作业]习题二、2、5、7 三、3
●板书设计
物质的量在化学方程式计算中的应用
(二)
例1.用8.7gMnO2与100g36.5%的浓盐酸反应,消耗盐酸的物质的量是多少?
产生Cl2在标况下的体积是多少?
未参加反应的HCl的质量是多少?
解题思路及分析(略)
例2.根据反应:
KClO3+6HCl====KCl+3Cl2↑+3H2O,在标准状况下,若有2.822LCl2生成,则被氧化的HCl是
A.0.21mol B.0.25mol C.7.67g D.9.13g
解题思路及分析(略)
●教学说明
本节内容实际上是前面所学知识和技能的综合运用,涉及中学化学反应中许多有关的物理量之间的换算,综合性很强,有一定的难度.因此,教师在讲解例题时,应注意层层递进,环环相扣,从而使学生能把有关的物质的量计算和根据化学方程式的计算有机地结合起来,进一步达到新旧知识的融会贯通.在此后的授课中,还要注意对此部分内容进行不断的巩固和练习.
●参考练习
1.实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气时,收集到7.1g氯气,求:
(1)发生反应的二氧化锰的物质的量是多少?
(2)被氧化的氯化氢的物质的量是多少?
(3)有多少个电子发生转移?
解析:
(1)设需MnO2的物质的量为x
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
1mol 71g
x 7.1g
x==0.1mol
(2)设被氧化的HCl的物质的量为y
被氧化的HCl的物质的量等于被氧化的Cl-的物质的量
则有:
MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2↑+2H2O
2mol 71g
y 7.1g
y==0.2mol
(3)设电子转移数目为z个
每生成1molCl2,电子转移的数目为2×6.02×1023个.
Cl 2e-
71g 2×6.02×1023个
7.1g z
z==1.204×1023个
答案:
(1)反应的MnO2为0.1mol;
(2)被氧化的HCl为0.2mol;
(3)电子转移数为1.204×1023个.
2.已知H2S通常为气体,微溶于酸(H+)溶液,很难电离出H+;FeS易与稀盐酸反应,反应的化学方程式为:
FeS+2HCl====FeCl2+H2S↑
将8.8gFeS固体置于200mL2.0mol/L的盐酸中,制备H2S气体.反应完全后,溶液中还剩余部分HCl,H2S的浓度为0.10mol/L,假定溶液体积不变,试计算:
(1)收集到的H2S气体的体积(标准状况);
(2)溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度.
解析:
(1)设生成的H2S的物质的量为x
FeS+2HCl====FeCl2+H2S↑
88g1mol
8.8g x
x==0.10mol
溶液中溶解的H2S的物质的量为:
0.10mol/L×0.20L=0.020mol
收集到H2S在标准状况下的体积:
(0.10mol-0.020mol)×22.4L/mol=1.8L
(2)由于FeS完全反应,故溶液Fe2+的物质的量就是FeS的物质的量
c(Fe2+)=÷0.20L=0.50mol/L
由于反应后盐酸过量,故溶解的H2S所电离出的H+可以忽略,溶液中的H+就是原来的H+与消耗掉的H+之差.
生成0.10molH2S消耗H+0.20mol,原盐酸中含有H+的物质的量为0.20L×2.0mol/L=0.40mol
c(H+)==1.0mol/L
答案:
(1)收集到的H2S在标准状况下的体积为1.8L;
(2)溶液中Fe2+的物质
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