内容正文:
第二节 化学反应的表示
新课导入
[问题导入] 我们知道,通过化学反应可以将一种物质转化为另一种物质,而且转化过程遵循质量守恒定律。那么,怎样用化学语言简明、科学地把这些化学反应表示出来呢?
[复习导入] 我们能用文字表达式、符号表达式表示相应的化学反应,我们已知化学变化都遵守质量守恒定律,文字表达式或符号表达式能体现化学反应遵守质量守恒定律吗?怎样才能准确、简便地描述化学变化,体现其中的物质转化关系与定量关系,从而更好地为生产、生活和科学研究服务呢?
教学建言
[建言1] 化学方程式的意义
从“质”和“量”两个方面入手归纳,借助表格对比归纳整理。
以4P+5O22P2O5为例,引导学生研究、分析化学方程式的意义。
化学方程式意义
质的方面
量的方面
[建言2] 根据化学方程式确定反应中相关物质间的质量比
1.学生易忘记化学方程式中化学计量数,直接用物质的相对分子质量之比表示。
2.为帮助学生理解化学方程式中相关物质间的质量比,建议从化学方程式的微观意义入手,化学方程式中相关物质间化学计量数之比,实质是对应物质间微观粒子数目之比,因此化学反应中相关物质间的质量比,即为相应数目的微观粒子质量之比,推导出,化学方程式中相关物质间的质量比等于对应物质的化学计量数与其相对分子质量的乘积之比。
[建言3] 化学方程式的书写
首先讲授书写化学方程式必须遵守的两点原则,然后教师在黑板上书写几个错误的化学方程式,让学生找出违背了什么原则,最后让学生练习书写教材中常见的化学方程式,加深学生对化学方程式书写原则的准确理解和灵活掌握。
处理策略如下:
(1)下列化学方程式违背了什么原则?
①Fe+O2FeO2
②Mg+O2MgO
③2H2O2H2+O2
(2)请完成下列化学方程式的书写,想一想书写化学方程式要注意哪些问题?
①氢气在空气中燃烧
②实验室用过氧化氢溶液制氧气
③铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜
[建言4] 化学方程式的配平方法
教材重点介绍了最小公倍数法配平,教师讲解时,为了拓宽学生视野和提高应试能力,最好添加奇数配偶法、设“1”法等配平化学方程式的技巧和方法,同时还要通过相关化学方程式的书写加以巩固和提高。处理策略如下:
(1)学生阅读教材P115多识一点,根据铝和氧气反应生成氧化铝的化学方程式的书写和配平,总结最小公倍数的配平法。
(2)配平①C2H2+O2CO2+H2O ②Fe+H2O(气)Fe3O4+H2
上述两个反应用“最小公倍数法”配平很麻烦,下面介绍两种简单配平这类反应的方法——奇数配偶法和设“1”法。
a.奇数配偶法
先找短线两侧同种原子出现次数最多的元素,且原子总数为一奇一偶的,将最大的奇数配成偶数。例如,在C2H2+O2CO2+H2O的反应中,观察短线两侧发现氧原子出现次数最多,其最大奇数是1,所以先在水的化学式前配上化学计量数2,然后用观察法配平氢原子,再配平碳原子,最后配平氧原子。
b.设“1”法
设“1”法又叫原子守恒法,它适用于配平较复杂的化学方程式。配平时首先在反应物或生成物中找出一种化学式相对比较复杂的物质,把它的化学计量数看作1,以此作为配平起点。例如,在Fe+H2O(气)Fe3O4+H2的反应中,Fe3O4是化学式较复杂的物质,把它的化学计量数看作1,则Fe的化学计量数为3,H2O的化学计量数为4,那么H2的化学计量数也为4。
练习:配平下列化学方程式。
①C8H18+O2CO2+H2O
②Sb2S3+O2Sb2O3+SO2
情境素材建议
【新课标情境素材建议1】
钟乳石的形成
钟乳石,又称石钟乳,是指碳酸盐岩地区洞穴内在漫长地质历史中和特定地质条件下形成的石钟乳、石笋、石柱等不同形态碳酸钙沉淀物的总称。
钟乳石的形成往往需要上万年或几十万年时间。由于形成时间漫长,钟乳石对远古地质考察有着重要的研究价值。在石灰岩地区洞穴中,含有二氧化碳的水渗入石灰岩隙缝中,与碳酸钙反应生成可溶于水的碳酸氢钙,溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解生成碳酸钙、二氧化碳、水,被溶解的碳酸氢钙又变成固体(称为固化)。这些沉淀由上而下逐渐增长,称为“钟乳石”。
考查点:
(1)从分类角度,钟乳石属于 混合物 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)稳定性:碳酸钙比碳酸氢钙 强 (填“强”或“弱”)。
(3)碳酸钙转化为碳酸氢钙的化学方程式为 CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2 。
(4)固化时发生反应的化学方程式为 Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑ 。
【新课标情境素材建议2】
用石灰石烧制生石灰
《天工开物•燔石》中介绍了“烧石成灰”的方法:凡石灰经火焚炼为用。成质之后,入水永劫不坏……先取煤炭、泥和做成饼……铺薪其底,灼火燔之……火力到后,烧酥石性,置于风中,久自吹化成粉。急用者以水沃之,亦自解散。注释:“燔”:煅烧;“沃”:浇。
考查点:
(1)石灰石的主要成分是碳酸钙,石灰石“经火焚炼”时碳酸钙发生分解反应,得到生石灰(氧化钙的俗称)和另一种氧化物,该反应的化学方程式为 CaCO3CaO+CO2↑ 。
(2)生石灰“以水沃之”时,发生化合反应生成氢氧化钙,该反应的化学方程式为 CaO+H2OCa(OH)2 。
(3)“成质之后,入水永劫不坏”的原因是氢氧化钙与空气中二氧化碳反应转化为碳酸钙,该反应的化学方程式为 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O ,根据“入水永劫不坏”可推知碳酸钙具有的化学性质为 不与水反应(或性质较稳定) 。
板书设计
[设计1]
[设计2]
一、定义:用化学式表示化学反应的式子
二、意义
质的方面:包括反应物、生成物、反应条件
量的方面
三、读法:注意“+”读作“和”或“与”;“”读作“生成”
四、书写
1.原则 必须以客观事实为依据,要遵循质量守恒定律
2.步骤
(1)“写”反应物与生成物的化学式在左右两边, P+O2——P2O5
中间用短线连接 ↓
(2)“标”反应发生的条件和生成物的状态符号, P+O2 P2O5
如气体(↑)或固体(↓)。 ↓
(3)“配”平化学方程式,把单线改成等号。 4P+5O2 2P2O5
(4)“查”
五、配平方法
[设计3]
化学方程式配平口诀:有氢找氢,无氢找氧,基数配偶,变单成双。出现分数,去掉分母,调整系数,使之配平。
课后习题变式
1.[1题变式 考查角度] 以2H2O2H2↑+O2↑为例,在小组内交流讨论化学方程式的意义和读法:
(1)反应物是 (填物质名称,下同),生成物是 ,反应条件是 。
(2)该反应中各物质的粒子个数比为 。
(3)该反应中H2O、H2和O2的质量比为 。
读法:
(4)“质”的读法:宏观: 在 条件下生成 。
(5)微观:每 个 分子通电生成 个 分子和 个氧分子。
(6)“量”的读法:每 份质量的水在通电条件下生成4份质量的氢气和 份质量的氧气。
[答案] (1)水 氢气和氧气 通电
(2)2∶2∶1
(3)36∶4∶32(或9∶1∶8)
(4)水 通电 氢气和氧气
(5)2 水 2 氢 1
(6)36 32
2.[2题变式 考查形式] 下列化学方程式书写正确的是 ( )
A.Mg+O2MgO2
B.C+O2CO2
C.2H2↑+O2↑2H2O
D.4Fe+3O22Fe2O3
[答案] B
[解析] 氧化镁的化学式书写错误,正确的化学方程式应为2Mg+O22MgO;氢气、氧气是反应物,后面不需要标注↑,正确的化学方程式应为2H2+O22H2O;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式应为3Fe+2O2Fe3O4。
3.[3题变式 应用情境] 写出下列反应的化学方程式:
(1)1792年,科学家首次发现通过加热苦土(MgO)和木炭的混合物可制得金属镁和二氧化碳,该反应的化学方程式为 。
(2)海洋是人类巨大的资源宝库,从海水中可以提取金属镁,将海水通过复杂的化学变化,得到纯净的氯化镁,电解氯化镁可制得镁和氯气(Cl2),请写出该步的化学方程式: 。
(3)我国早在西汉时期就发现铁和硫酸铜溶液反应会生成铜,该反应的化学方程式为 。
[答案] (1)C+2MgO2Mg+CO2↑
(2)MgCl2Mg+Cl2↑
(3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
4.[4题变式 考查方式] (2024德州)氯化钠是生活中常见的调味品,也是重要的工业原料。工业上用电解饱和食盐水的方法制取某种产品,该反应不可能生成的物质是 ( )
A.Na2CO3 B.NaOH C.H2 D.Cl2
[答案] A
[解析] 根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,工业上用电解饱和食盐水的方法制取某种产品,食盐中含有钠元素和氯元素,水中含有氢元素和氧元素,则生成物中只能含有这四种元素,不可能含有碳元素,所以该反应不可能生成的物质是Na2CO3。
课后习题答案
[P116练习与应用·参考答案]
1.BD
2.(1)错误;2Mg+O22MgO
(2)错误;2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
3.(1)3Fe+2O2Fe3O4
(2)4P+5O22P2O5
4.C2H4 根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物质X应该提供2个碳原子和4个氢原子,才能使左右原子数目相等,可推断一个X分子中含有2个碳原子和4个氢原子,即C2H4。
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