2022年高二化學《根據(jù)化學方程式的計算》教學設計

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1、2022年高二化學《根據(jù)化學方程式的計算》教學設計 教學目標 知識技能：使學生理解過量計算的實質(zhì)與原理；初步掌握過量計算的基本題型與解題方法。 能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學生的觀察能力、抽象思維能力、邏輯思維能力與創(chuàng)新思維能力?？茖W思想：培養(yǎng)學生運用透過現(xiàn)象看本質(zhì)的辯證唯物主義觀點分析與認識化學問題?？茖W品質(zhì)：培養(yǎng)學生勇于探索的創(chuàng)新精神以及嚴謹求實的科學態(tài)度。 科學方法：使學生初步掌握變式思維法以及歸納—演繹—歸納法在化學計算中的應用。重點、難點過量計算的原理與方法；將化學問題抽象為數(shù)學問題的思維能力；運用歸納—演繹—歸納法研究化學計算的思維方法。 教學過程設計 教師活動 學生活動 設計意

2、圖? 【引入】試從定量角度闡述化學方程式2H2S+O2=2S+2H2O的含義？ 歸納：（1）守恒關系——反應前后各元素的原子個數(shù)守恒，質(zhì)量守恒。 （2）定比關系： 2H2S+O2=2S+2H2O 2∶1∶2∶2 2mol∶1mol∶2mol∶2mol 68g∶32g∶64g∶36g 啟動思維，為理解過量計算的原理進行鋪墊。 【設問】物質(zhì)間的反應是依照投入量之比進行，還是遵循化學方程式中的“定比”進行？為什么？ 當物質(zhì)的投入量之比≠化學方程式中相關物質(zhì)的“定比”時的計算屬于哪種基本計算類型？ 【評價并板書】 利用化學方程式的計算 一、過量計算 討論并歸納：（1）化學

3、方程式是建立在質(zhì)量守恒定律的基礎上，客觀反映了物質(zhì)轉化中的量比關系；而投入量之比是任意的，與物質(zhì)的反應量之比沒有直接關系。 （2）當物質(zhì)的投入量之比≠化學方程式之定比時，必有某種反應物剩余，屬于過量計算。 啟發(fā)學生認識過量計算產(chǎn)生的前提并引出課題。 【設問】過量計算是近年高考化學計算的熱點與難點之一，對過量計算你感到最困難的是哪一點？（注1） 思考、討論、各抒己見。 （1）不知道怎樣辨認過量計算題型，因而常常丟解。 引導學生對已學知識進行自我反饋，激發(fā)求知欲。 ? 教師活動 學生活動 設計意圖? 【聆聽后歸納】同學們的困惑主要集中在四個方面： 1．如何辨認過量計算？

4、 2．過量計算的基本原理是什么？ 3．過量計算的基本題型與解題要點如何？ 4．過量計算中化學問題與數(shù)學函數(shù)圖象的結合點是什么？ 本節(jié)課將就這四個方面展開研究。 （2）不清楚過量計算的基本原理，思路不清。 （3）不知道如何判斷過量，特別是含有字母數(shù)據(jù)的問題。 （4）對涉及兩個以上化學方程式的過量計算感到困難。 （5）不知怎樣利用過量計算的結果作函數(shù)圖象…… 在歸納反饋信息的基礎上，給出本節(jié)課的教學內(nèi)容，提高學生學習的主動性。 【投影】 例1? 對某一反應，根據(jù)題目給出的信息，肯定屬于過量計算的是（??? ）。 ①同時給出兩種相互反應的物質(zhì)的量；②同時給出兩種相互反應物質(zhì)的總

5、量；③同時給出一種反應物和一種產(chǎn)物的量；④同時給出反應前、后物質(zhì)的差量與反應物的總量。 （A）只有①? （B）只有①、② （C）只有①、②、③ （D）全部都是 請說明理由。 【評價后板書】 1．什么是過量計算：同一反應中，同時給出兩種以上物質(zhì)間的量關系的計算均屬于過量計算。 討論后分析： 對某一確定反應，各物質(zhì)的變化量之比應為定值，若已知一種反應物的量，則其它反應物的消耗量，反應物的總消耗量、產(chǎn)物量、反應前后的差量均已被確定。因此當同時給出兩種以上物質(zhì)間量關系的計算，均應首先確定兩者是否符合化學方程式中的定比關系，屬于過量計算。（D）為正確選項。 啟發(fā)學生理解并掌握過量計算的

6、實質(zhì)；培養(yǎng)學生的觀察能力、抽象思維能力與嚴謹科學態(tài)度。 【投影】 例2? 下列數(shù)據(jù)不能作為過量問題中，利用化學方程式計算依據(jù)的是（??? ）。 （A）不足量反應物的量 （B）產(chǎn)物量? （C）差量 （D）兩種反應物的總量 請說明理由。 【評價后板書】 2．過量計算的原理：以實際變化量（不足量反應物的量或產(chǎn)物量或差量等）為依據(jù)，利用化學方程式計算。 討論后分析：化學方程式表達的是各物質(zhì)的實際變化量之比。其中（A）、（B）、（C）為實際變化量；唯有（D）有可能有剩余量，故（D）不能作為利用化學方程式計算的依據(jù)。 啟發(fā)學生理解過量計算的原理；培養(yǎng)學生的觀察能力與抽象思維能力。 ?

7、 教師活動 學生活動 設計意圖? 【設問】過量計算的解題關鍵是什么？ 【追問】怎樣來確定過量物質(zhì)呢？ 【講述】下面我們以H2S在空氣中燃燒反應為例，深入研究過量計算有哪些基本題型，各類題型的思維要點與解題方法是怎樣的。 思考后分析：判斷過量物質(zhì)。 思考后分析：根據(jù)化學方程式定比關系確定。 啟發(fā)學生初步掌握數(shù)字型過量計算的思維要點與解題方法；培養(yǎng)抽象思維能力與邏輯思維能力。 【投影】 例3? （1）寫出H2S燃燒反應的化學方程式。 （2）若通入的O2為1mol，請?zhí)顚懴卤恚? （3）當n（H2S）／n（O2）=1∶1時，求S量可采用哪些解題方法？為什么？你認為哪種方

8、法最簡便？試寫出該計算過程。 （4）請設計一道過量計算題，可運用加合方程式的配平法計算。你設計這道題的原則是什么？ 【評價后歸納】多步轉化反應的過量計算，當兩種反應物的物質(zhì)的量之比介于兩個極端反應化學方程式中相應化學計量數(shù)比之間時，可用加合方程式配平法簡化主算。 板演： （1）2H2S+O2=2S+2H2O① （2）S+O2=SO2???????? ② 2H2S+3O2=2SO2+2H2O ???③ 一名學生筆答在投影片上并展示： （3）討論后分析：當3／1＞n（H2S）／n（O2）＞1／2時，H2S與O2完全消耗生成S和SO2的混合物?？蛇\用：①分步求解法；②聯(lián)立方程法；

9、③十字交叉法；④待定系數(shù)法（或加合方程式配平法）。其中法④最簡便： ???? 1mol? 0.5mol 討論、設計并歸納：設計原則是：①應當涉及兩步轉化反應，如：Al3++OH-、P+Cl2… ②兩種反應物的物質(zhì)的量之比應介于兩個數(shù)學方程式中它們的化學計量數(shù)之比之間。 ? ? ? ? ? 通過引導一題多解，培養(yǎng)思維的靈活性。 ? ? ? ? ? 通過引導學生自行設計題，以鞏固知識，深化理解，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，激發(fā)探索精神與學習興趣。 ? 教師活動 學生活動 設計意圖? 【投影】競賽： 1.24mLH2S在30mLO2中燃燒可生成SO2多少毫升？（同溫

10、、同壓下測定） 2．將20mLNO2和NH3的混合氣體在一定條件下充分反應，化學方程式：6NO2+8NH3=7N2+12H2O。已知參加反應的NO2比NH3少2mL（氣體體積均在相同條件下測定），則原混合氣中NO2與NH3的體積比可能為多少？ 【評價】表揚解題速度快、解題方法簡便、計算結果正確的學生，糾正錯誤解法。 【啟發(fā)與設問】化學計算由于涉及的反應不同，數(shù)據(jù)的設置角度或方式也可不同而導致了題目形式的靈活多變，但無論哪種形式的數(shù)字型過量計算都具有兩個最基本的思維要素，你能用最簡潔明確的語句加以概括嗎？ 【評價后板書】 3．過量計算的基本題型與解題要點： （1）數(shù)字型過量計算：

11、①將已知量與化學方程式中相關量之比作比較后直接判斷過量； ②根據(jù)實際變化量利用化學方程式計算。 獨立完成后匯報計算方法與結果： 1.3／1＞24／30＞1／2，可用配平法：24H2S+30O2=6S+18SO2+24H2O，生成SO218mL。 2．根據(jù)參加反應的NO2比NH3少2mL，對照化學方程式，可知消耗的NO2為6mL，NH3為8mL。 討論：①若NH3過量，則 V（NO2）=6mL， V（NH3）=14mL V（NO2）∶V（NH3）=6∶14=3∶7 ②若NO2過量，則 V（NH3）=8mL， V（NO2）=12mL， V（NO2）∶V（NH3）=12∶8=

12、3∶2。 討論并歸納：數(shù)字型過量計算的最基本的思維要素就是兩個計算依據(jù)：（1）根據(jù)化學方程式的定比關系判斷過量物質(zhì)；（2）以實際變化量（包括不足物質(zhì)的量、產(chǎn)物量、差量）為依據(jù)利用化學方程式計算。 鞏固對數(shù)字型過量計算的解題技能技巧的掌握；培養(yǎng)遷移能力、觀察能力，以及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 通過競賽，激發(fā)學習興趣與進取精神。 【演繹】若已知量為字母數(shù)據(jù)時，如何確定過量物質(zhì)？ 【投影】 討論后分析： 啟發(fā)理解并掌握字母型過量計算的思維要點與解題 ? 教師活動 學生活動 設計意圖? 例4? 1LH2S在aLO2中燃燒，可能涉及的反應有（常溫、常壓下） 2H2S+O2=2S+

13、2H2O??? ① 2H2S+3O2=2SO2+2H2O ② ①a在什么取值范圍時，計算只涉及反應②？哪種物質(zhì)過量？如何計算生成SO2的體積？ ②試填寫下表： ③觀察后兩組數(shù)據(jù)，為什么V（余）的計算結果相同？為什么唯有第一組數(shù)據(jù)中V（余）計算結果之不同？（提示：請仔細觀察兩個化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)與ΔV值之比）。 ④若只討論a在不同取值范圍時的ΔV值或V（余）值，只需根據(jù)哪個化學方程式，分成幾種情況討論？為什么？ 反應②；因O2適量或過量，SO2的體積由H2S的體積計算得1L。 （2） 討論后分析： （1）兩個化學方程中H2S與ΔV之比均為2∶3。 （2）當

14、H2S不足時，ΔV恒等于 V（H2S），因此后兩組V（余）相同。 當H2S過量時，ΔV應由O2量計算，故第一組與后兩組V（余）相同。 在教師引導下思考并討論：問題的焦點在于能否根據(jù)H2S量計算ΔV或V（余）值，因此應以化學方程式①作為界點的判據(jù)，分兩種情況討論： ①n（H2S）／n（O2）=1／a≥2／1，H2S過量，ΔV=3V（O2）； ②n（H2S）／n（O2）=1／a≤2／1；H2S不足或適量，ΔV= V（H2S）。 方法；培養(yǎng)邏輯思維能力與抽象思維能力。 【引導】試歸納字母型過量計算的解題要點，這類計算與數(shù)字型過量計算有何異同？ 討論并歸納： （1）兩類計算的共同點：①

15、均以化學方程式為依據(jù)確定過 進行透過現(xiàn)象看本質(zhì)的辯證唯物主義觀點的教育， ? 教師活動 學生活動 設計意圖? 【評價后板書】 （2）字母型過量計算的解題要點： ①按化學方程式計算適量反應時字母的取值（或比值）——確定界點； ②以界點為界分域討論——仍以不足物質(zhì)的量為依據(jù)計算。 【設問】界點數(shù)目與涉及化學方程式的數(shù)目有何關系？ 量物質(zhì)；②均以不足物質(zhì)的量或?qū)嶋H變化量為依據(jù)計算。 （2）兩者不同處主要在于如何確定過量物質(zhì)。數(shù)字型過量計算可直接將已知數(shù)據(jù)與化學方程式比較后確認，字母型過量計算則需要確定反應界點，再分域討論。 思考后歸納：一般情況下兩者相同，但有些情況下兩步

16、反應也可能簡化成一個界點問題。 培養(yǎng)抽象思維能力與歸納能力。 啟發(fā)學生初步掌握歸納—演繹—歸納法在化學計算復習中的應用。 【鞏固與發(fā)散】 1．將上例中aLO2改為aL空氣，計算V（余）有何變化？ 2．若已知H2S和O2的總體積為1L，其中H2S的體積分數(shù)為x，（1）試寫出x在不同取值范圍時，反應后氣體體積V=f（x）的代數(shù)函數(shù)式；（2）畫出V隨x（0→1）變化的曲線。 3．課后選作：若上述氣體中混有H2，其中O2和H2的體積分數(shù)分別為x、y。（1）若x=0.2，試計算燃燒后氣體總體積V；（2）若y=0.2，試作出V隨x變化的曲線（氣體體積均在298K、1.01×105Pa下測定）。

17、 1．思維發(fā)散并分析：將V（O2）=a 代替V（O2）=a計算。 2．（1）由化學方程式確定界點：x= ； 當x＞ 時，H2S過量 ΔV=3V（O2）=3（1-x）， V=3x-2； 當x≤ 時，O2過量或適量，ΔV= V（H2S）= x， V=1- x。 （2）當x=0時，V=1； 當x= 時，V=0； 當x=1時，V=1。 由此作圖： 啟發(fā)學生認識變式思維法在化學計算中的應用；鞏固字母型過量計算的解題技能；培養(yǎng)發(fā)散思維能力與運用數(shù)學工具解決化學問題的抽象思維能力。 通過布置選作題，激勵優(yōu)秀生的進取精神與探索精神。 ? 教師活動 學生活動 設計意圖?

18、 【設問】該曲線的化學內(nèi)涵是什么？試歸納化學反應所涉及的化學方程式與數(shù)學函數(shù)式和函數(shù)圖象間的內(nèi)在聯(lián)系是什么？ 【歸納并板書】 4．字母型過量計算中化學方程式—數(shù)學函數(shù)式—函數(shù)圖象間的聯(lián)系： 討論后歸納： （1）三點的化學含義： 起點（0，1）表示只有O2，反應不發(fā)生，V=1L；界點（ ，0）表示H2S與O2適量反應生成S和H2O，無氣體剩余；終點（1，1）表示只有H2S，反應不發(fā)生，V=1L。 （2）曲線的含義：x的取值為0→ ，H2S不足，余氣體積依據(jù)H2S計算時的函數(shù)式對應于左半段直線；x的取值為 →1時，O2不足，V值由O2量計算時的函數(shù)式對應于右半段曲線。 思考并歸納

19、。 ? 【小結】 2．復習化學計算的方法：（1）變式思維法 啟發(fā)學生歸納并掌握本節(jié)課的教學重點；初步掌握變式思維法與歸納—演繹—歸納法在復習中的應用。 【隨堂檢測】 1．用1 L0.1mol／L NaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中CO32-與HCO3-的物質(zhì)的量濃度比約是____。 2．向含amolAlCl3的溶液中逐滴加入bmolNaOH溶液，試確定當 在不同取值范圍時生成沉淀的質(zhì)量。 的取值范圍沉淀質(zhì)量（g） 沉淀質(zhì)量（g） ? ? ? ? ? ? ? ? 檢測與反饋學生對數(shù)字型與字母型過量計算掌握的狀況以及抽象思維能力和邏輯思維能力的水平。 檢測與反饋優(yōu)秀生的創(chuàng)新思維能力的水平及對字母型過量計算理解的 ? 教師活動 學生活動 設計意圖? 3．選作：以焦炭在一定量O2中燃燒為例，設計一道字母型過量計算題，并寫出答案。 狀況。 ? 注1：提前布置此思考題。要求學生提前做2～4道過量計算的高考試題的基礎上尋找疑點。 注2：本講一般適于高一兩節(jié)連堂課教學。