第二单元　研究物质的实验方法第二课时教案

运用“物质的量”进行化学方程式的计算的教学设计

江苏省怀仁中学

陆胜其

【教材分析】

通过前面的学习，学生们已经知道物质的量能把宏观世界中的物质质量、气体体积和微观世界中构成物质的微粒数紧密的联系起来，并进行了一些有关物质的量的简单计算。而物质的存在是运动和变化的，化学方程式不仅可以表达物质之间的变化，更能体现物质之间变化时遵循一定的定量关系。对于刚刚进入高一的学生来讲，他们比较熟悉的是根据化学方程式中各种物质之间的质量关系进行列式计算，而事实上方程式中存在着多种定量关系，因此，根据方程式的计算也就变得多样化。教材把物质的量运用于方程式的计算安排在这里，可以说既是对初中化学计算的巩固，更是对方程式计算的全面升级。它将会今后学生学习更加复杂的计算打下基础。

化学计算对于中学生来讲都比较怕，特别是根据质量来进行方程式的计算，学生感觉运算繁琐且容易出错，

久而久之，对计算产生畏惧。而部分学生学习了物质的量以后，感觉计算是简单了些，但已知数据变化太多，一会儿质量，一会儿物质的量、一会儿又是气体体积，不会列式，导致计算失败。事实上根据方程式不管进行哪种列式计算，都存在一定的模板，我们应培养学生从质量模板慢慢向物质的量模板过渡，当学生对于物质的量的模板已经成型，然后再向混合模板演变优化，让计算最简化。模板不是死的，模板也是可以变通的。

【教学目标】

1、

熟练掌握物质的量与质量、体积、微粒数之间的转换，能运用物质的量进行方程式的计算。

2、

通过各种化学量之间的转变，提高学生运用公式计算的能力，通过方程式的列式计算，培养他们分析处理数据的能力，综合解决问题的能力。

3、

通过方程式的列式计算及思维过程的规范训练，培养学生认真严谨的科学态度。

【教学重点、难点】

1、

重点：方程式中各种定量关系的意义，物质的量等概念用于化学方程式的计算。

2、

难点：物质的量等概念用于化学方程式的计算。

【教学过程】

物质的量能把宏观世界中的物质质量、气体体积和微观世界中构成物质的微粒数紧密的联系起来. 问题

1：请同学们写出物质的量与质量、气体体积、微粒数之间的转换关系。

N

n

m

V

一、

化学方程式中的数量关系

化学不光要定性地研究物质，还要开展定量研究，即要找出物质之间的数量关系。在化学反应中，反应物、生成物之间的具有怎样的数量关系？通过观察下图，相信你很快就能找出答案。

问题2：在化学方程式中，反应物或生成物前面的“计量系数”表达的是物质之间的数量关系，那么它们到底是怎样的一种关系呢？试以实验室电解水的反应为例仔细研究。

① “分子数”之比：

② 扩大NA倍：

③ “物质的量”之比： ④ “质量”之比：

⑤气体体积之比（标况下）

2H2 （g）（未找到引用源。 2H2O

＋ O2g） 错误！（液）

所有化学反应均按照微粒的个数比例进行。因此，在化学方程式中，物质的“计量系数”所表示的乃是微粒个数比。因此，不难理解，计量系数之比也就是“物质的量”之比。由于物质的量能很容易换算为物质的质量或气体标准状况下的体积。因此化学方程式中就可以体现多种定量关系。初中化学利用质量比进行的化学方程式的计算就是利用这些物质间存在一定的质量关系的具体运用，能不能进行其他形式的化学方程式计算呢？

问题 3：实验室用足量的石灰水测量CO2气体的质量，若实验中获得的沉淀物（CaCO3）质量为10g，则参加反应的CO2气体在标准状况下为多少L? 解法一：设需要CO2的质量为X Ca(OH)2 ＋ CO2 错误！未找到引用源。 H2O ＋ CaCO3

44 100

x 10g x×100=44×10 解得x=4.4g n（CO2）= 4.4g÷44g·mol=o.1mol V（CO2）= 0.1mol×22.4L·mol= 2.24 L 答：参加反应的CO2气体在标准状况下体积为2.24L。

对于大多数学生来讲，多数都是用上述解法一的方法进行解答的。现在我们都知道各种物质之间存在一定的物质的量的比例关系，因此可将物质的量运用于化学方程式进行计算。

二、运用“物质的量”进行化学方程式的计算

解法二：

n（CaCO3）=10g÷100g/mol=0.1mol············①整理数据：将数据单位整理为mol. 令参加反应的CO2气体的物质的量为x mol ·········②设未知数：注意单位为mol. Ca(OH)2 ＋ CO2 错误！未找到引用源。 H2O ＋ CaCO3···············③写方程式：注意方程式要配平. 1mol 1mol x mol 0.1mol

则：x×1=0.1×1；解得x=0.1mol ············④列式求解：两者物质的量之比符合系数比.

∴ V（CO2）= 0.1mol×22.4L·mol= 2.24 L ···⑤换算结果：将物质的量换算为所求结果。

答：参加反应的CO2气体在标准状况下体积为2.24L。

通过上述两种解法的对比，不难发现，运用物质的量进行方程式立式计算所列比例式更加简单，因为物质的量之比就是各物质在方程式中的系数之比，而系数之比一般都是简单的整数比。而用物质的质量比列式要计算相对分子质量就要麻烦许多，而且容易出错。

运用物质的量进行方程式的计算，整个解题过程大约归纳为以下几步，以后根据方程式进行列式计算都可以建立以下模板：

-1 -1 -1

①整理数据：将已知数据单位整理为mol。

②设未知数：一般设未知物质的物质的量为X mol。

③写方程式：注意化学方程式要配平。

④列式求解：利用已知和未知两者物质的量之比列比例式，解出未知数。

⑤换算结果：将物质的量换算为所求结果。

问题4：实验室用稀H2SO4和Zn粒反应制备H2，若要制取标准状况下2.24L的H2，反应中消耗的Zn的质量是多少g? 问题5：实验室用稀盐酸和CaCO3反应可以制备CO2气体，现要制备标准状况下4.48L的CO2气体。某同学准备了50g 大理石（其中CaCO3含量为80%）和足量的盐酸。请通过计算说明，该同学准备的大理石够不够？

通过上述两个问题的强化训练，同学们基本上又都能熟练运用物质的量这个模板进行计算。其实模板也不是固化不变的，模板间还可以变通的，要灵活多变，根据题设需求，寻找最优化模板。例如，上述问题3根据碳酸钙的质量，先转化成碳酸钙的物质的量，再根据方程式求出二氧化碳的物质的量，再转化成标准状况下二氧化碳的体积，这样条理是很清晰的，但步骤还是比较多。事实上，问题3中，碳酸钙的质量和二氧化碳在标准状况下的体积也存在定量关系。同学们都清楚的知道，100g碳酸钙根据方程式可得到44g二氧化碳，也就是1mol二氧化碳，对应的标准状况下的体积就是22.4升。即方程式中100g碳酸钙对应标准状况下的二氧化碳的体积为22.4升，也存在这样的定量关系，正由于存在这种关系，所以也可以这样优化计算模板，让解题过程更简洁。

解：设参加反应的CO2在标准状况下的体积为X Ca(OH)2 ＋ CO2 错误！未找到引用源。 H2O ＋ CaCO3

22.4升 100g X 10g x×100=22.4×10,解得X=2.24升。

根据方程式进行列式计算，经历了从各物质的质量比进行立式，到根据各物质的物质的量之比进行列式的演变，物质的量用于方程式进行计算是计算的核心，只要计算出物质的量，就能进行数据转换得到物质的质量、气体体积、微粒数等数据。学生掌握用物质的量这个模板进行列式计算很有必要。

当学生对于物质的量这个模板熟练到一定程度后，计算模板就可以进行升级优化，用方程式进行列式计算，根据需要可以计算出同一物质或不同物质的多种形式的数据，如质量、物质的量、气体体积、微粒数等，列比例式时只要找到已知量和未知量之间的定量关系，这

种定量关系可以是已知与未知之间的质量与质量关系、已知与未知之间的质量与物质的量之间的关系、已知与未知之间的物质的量与气体体积的关系等，但一定要注意上下单位统一。

总之，根据化学方程式列式计算，理解得简单一些，就是找到已知与未知之间的定量关系列式求解。

【教学反思】

1、物质的量运用于化学方程式的计算是培养学生从宏观认识到微观探析化学方程式的一个重要过程，化学计算又为我们的实验探究的定量分析提供了科学的数据，因此学好这部分内容对培养学生的化学核心素养相当重要。对化学计算的认识也是有模板的，模板不是一成不变的，是可以逐步优化的。本节课化学方程式的计算从学生熟悉的质量计算演变到运用物质的量计算，当学生运用物质的量计算熟练成型后再优化到混合模板，层层递进，水到渠成。通过这几年我们这样设计后的教学实践证明，学生慢慢消除了原来对化学计算的恐惧，感觉到化学计算只要分析好已知和未知之间的定量关系，对号入座，列好比例式求解，原来计算也是那么的简单，效果很好！

2、大部分学生都能熟练掌握运用物质的量进行化学方程式计算，但有部分学生列比例式时没有注意到不同的反应系数可能是变化的，说明对方程式中的定量关系还不是很理解。

3、要在学生熟练掌握运用物质的量进行化学方程式计算的基础上才可以优化计算模板，不要急于求成。

【板书设计】

1、物质的量与质量、气体体积、微粒数之间的转换关系：

N

n

m

V 2、运用物质的量进行化学方程式的计算的步骤：

①整理数据：将已知数据单位整理为mol。

②设未知数：一般设未知物质的物质的量为X mol。

③写方程式：注意方程式要配平。

④列式求解：利用已知和未知两者物质的量之比列比例式，解出未知数。

⑤换算结果：将物质的量换算为所求结果。

3：进行化学方程式的计算的要点：

已知、未知量对号入座，上下单位统一，列比例式计算。