内容正文:
第三节 化学方程式 教案
第二课时 基于化学方程式的简单计算
一、基本信息
学科:化学
年级:九年级
课时:1 课时
教材版本:北京 2024 版
课标依据:《义务教育化学课程标准(2022 年版)》
2022 版课标要求:能根据化学方程式进行简单计算;能基于质量守恒定律,从定量角度认识化学反应,建立变化观念与定量思维,能利用化学反应中物质固定质量比进行相关计算。
二、教学目标
化学观念:知道化学反应中各物质之间存在固定的质量比;理解依据化学方程式进行简单计算的理论依据是质量守恒定律。
科学思维:掌握根据化学方程式计算的规范解题五步骤;能辨析不同定量计算思路,建立定量分析化学反应的思维。
科学探究与实践:通过火箭推进剂例题、汽车尾气反应、甲烷制氢的习题练习,规范化学计算书写格式,能独立完成简单化学方程式的定量计算。
科学态度与责任:认识化学定量计算在航天、工业生产、尾气处理中的应用,体会化学计算对实际生产的指导价值,养成规范、严谨的化学计算习惯。
三、教学重难点
重点:依据化学方程式计算的解题步骤与规范书写格式;化学反应中各物质固定质量比的应用。
难点:理解化学方程式计算的原理;区分利用元素质量分数计算与方程式质量比计算两种思路。
四、教学准备
多媒体课件
五、教学过程
(一)导入新课(3min)
教师导入:火箭发射需要液氢燃烧提供能量,在火箭设计时,工程师需要预先计算燃料与助燃剂的质量。化学方程式不仅能定性描述反应,还能体现各物质之间固定的质量关系,可以用于定量计算。引出课题 —— 基于化学方程式的简单计算。
(二)新课讲授:化学方程式计算的规范步骤(18min)
例题:液氢燃烧的计算
题目:液氢和液氧是火箭发射的常用推进剂。已知卫星要被送达预定轨道,火箭至少要充分燃烧 200 kg 的液氢才能产生足够的能量。请依据相关反应的化学方程式计算,为满足这些液氢完全燃烧,至少应在火箭发动机的贮箱中装入多少千克液氧?
解
(1)设未知量:设至少应在火箭发动机的贮箱中装入的液氧质量为。
(2)写出化学方程式:
(3)写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积以及已知量、未知量:
(4)列出比例式,求解:
(5)简明地写出答案。
答:至少应在火箭发动机的贮箱中装入 1600 kg 液氧。
小结:根据化学方程式计算五步规范:①设未知量;②写化学方程式;③找相关量(计量数 × 相对分子质量、已知量、未知量);④列比例式求解;⑤写答。
交流・分享 1:辨析计算思路
小红同学认为由液氢的质量可以直接求出生成水的质量。你同意她的观点和计算过程吗?为什么?
步骤 1 生成物水中氢元素的质量分数:
步骤 2 生成水的质量:
或
%1800kg
学生讨论,总结:
两种思路都可以。思路一:利用化学方程式,依据反应中物质固定质量比计算;思路二:利用化学反应前后元素质量守恒,氢元素全部转移到水中,通过元素质量分数计算。
化学变化质量层面两条规律:
参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和(质量守恒定律);
化学反应中各物质之间存在固定的质量比,可由一种物质质量求其他物质质量。
课堂练习 1(交流・分享习题)
汽车尾气系统中使用催化转化器,可降低、等有毒气体的排放,其反应化学方程式为:
当有 5.6 g 被转化时,计算同时被转化的的质量。
解题示范
解:设被转化的质量为。
答:同时被转化的质量为 6.0 g。
(三)拓展习题:微观示意图结合方程式计算(14min)
工业上,可以利用甲烷在一定条件下获得氢气,其反应的微观示意图如图5-21。
(1)在图中空白处补全对应微观粒子示意图。
解析:方框内为 1 个分子(1 个氧原子,2 个氢原子)。
(2)写出该反应的化学方程式:
(3)若要获得氢气,计算至少需要甲烷的质量(写出计算过程及结果)。
解题示范
解:设至少需要甲烷的质量为。
答:至少需要甲烷的质量为。
小组讨论:微观示意图的作用,从微观粒子变化,写出方程式,再进行定量计算,串联三重表征。
(四)课堂小结(3min)
化学方程式计算的理论依据:化学反应中,各物质的质量比固定,遵循质量守恒定律。
计算五步口诀:设、写、找、列、答。
定量计算两种思路:①化学方程式固定质量比;②元素守恒法。
解题规范要点:未知量不带单位;相对质量写在对应物质下方,已知、未知量对齐;比例式规范书写,最后写答。
(五)课堂练习(4min)
复述化学方程式计算的五个步骤。
独立完成甲烷制氢计算题。
六、板书设计
三、基于化学方程式的简单计算
1. 理论依据
质量守恒定律;化学反应各物质质量比固定
2. 解题五步
①设未知量(不带单位)
②写化学方程式(配平,标注条件)
③找相关量:计量数 × 相对分子质量;已知量、未知量
④列比例式,求解
⑤写答
例题:
3. 定量两条思路
①方程式质量比计算;②元素质量守恒
七、作业布置
整理本节课两道计算题完整解题过程;
完成汽车尾气与反应的计算,规范书写五步格式。
八、教学反思
本节课落实 2022 版课标定量认识化学变化的要求,依托课本图片中原有的航天、尾气处理、工业制氢真实情境,落实宏观 - 微观 - 符号三重表征。重点训练化学方程式计算的书写规范,区分质量比计算与元素守恒两种定量思路。全部素材来源于课本图片内容,不拓展超纲内容,强化学生严谨求实的定量计算科学态度。
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