化學(xué)：15《有關(guān)化學(xué)方程式的計算》第二課時教案(大綱人教版第二冊)

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1、第二課時 ［復(fù)習(xí)提問］解關(guān)于化學(xué)方程式的計算問題的一般步驟有哪些？解過量計算問題的基本 特點(diǎn)有哪些？ 解過量計算問題的一般步驟是什么？ ［生］回憶并回答（回答內(nèi)容略） ［導(dǎo)入新課］在實際生產(chǎn)或科學(xué)實驗中，不僅存在所投物料是否過量的問題，而且往往 從原料到最終產(chǎn)物，一般都不是一步完成的，中間需經(jīng)過多個連續(xù)的反應(yīng)過程，像這樣的連 續(xù)反應(yīng)，我們稱之為多步反應(yīng)。工業(yè)上如制硫酸、硝酸、乙醇（酒精）等許多過程都是經(jīng)多 步反應(yīng)實現(xiàn)的，本節(jié)課討論的主要話題就是關(guān)于多步反應(yīng)的計算。 ［板書］三、多步反應(yīng)計算 ［師］和解決過量計算問題類似，我們還是通過典型例題的分析來總結(jié)解多步反應(yīng)計算 問題的基本方

2、法和步驟。 ［投影顯示］［例3］用CO還原5.0 g某赤鐵礦石（主要成分為FeQ,雜質(zhì)不參加反應(yīng)） 樣品，生成的CO再跟過量的石灰水反應(yīng)， 得到6.8 g沉淀，求赤鐵礦石中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 ［生］閱讀題目，思考如何下手解決問題。 ［引導(dǎo)］很顯然，這是一個多步反應(yīng)問題，要想求出赤鐵礦中FezQ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)先 搞清楚整個過程都發(fā)生了哪些反應(yīng)。 ［生］思考，寫出所涉及的兩個化學(xué)反應(yīng)方程式。 高溫 Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO CO+Ca（OH》====CaCOj +H2O ［師］下面我們分成四個小組進(jìn)行討論，把你們討論的解決方案總結(jié)出來。 ［生］進(jìn)行分組討論

3、，最后基本上得到兩種方案，分別由兩個學(xué)生代表陳述。 方案之一：逆推法 設(shè)通入澄清石灰水中的CO的質(zhì)量為x,則由方程式： CO+Ca（OH》====CaCOj +H2O 44100 x6.8 44 44100 得———解得x=2.992 g x 6.8 再設(shè)被CO還原的Fe2O3的質(zhì)量為V，則由方程式 高溫 Fe2O3+3CO======2Fe+3CO 160 V 得160 V 3 X 44 2.992 g 3 44 2.992 g 解得V=3.6 g 所以 w(Fe2Q)= 36g 100% =72% CO作“中介”得出下列關(guān)系: 5.0

4、g 方案之二：根據(jù)兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式，用 Fe2O3——3CO3CaCO 即 FezQ——3CaCO 1603 X100 MFeaQ) 6.8 g 所以 n(Fe2Q)= 160 6.8 g =3.6 g 3 100 貝U w(Fe2Q)= 32g x 100%=72% 5.0 g ［師］評講討論結(jié)果，大家不難看出兩種方案中第一種計算起來比較麻煩，而第二種方 案則簡單明了，充分利用反應(yīng)過程中各物質(zhì)之間的量的關(guān)系，實現(xiàn)了從已知量和待求量之間 的直接對話，這就叫關(guān)系式法，它是解決多步反應(yīng)計算的一種好方法。下邊就請同學(xué)們尤其 是剛才用方案一思考的同學(xué)們把例題3用關(guān)系式法規(guī)范

5、地解在練習(xí)本上，并從中體會并總結(jié) 解多步反應(yīng)計算題的一般步驟。 ［生］在練習(xí)本上規(guī)范地練習(xí)，并歸納總結(jié)用關(guān)系式法解多步反應(yīng)的一般步驟，一位同 學(xué)舉手回答(內(nèi)容見板書) ［師］從學(xué)生的回答中整理板書內(nèi)容 ［板書］用關(guān)系式法解多步反應(yīng)計算的一般步驟： 1 .寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式； 2 .根據(jù)化學(xué)方程式找出可以作為中介的物質(zhì)，并確定最初反應(yīng)物、中介物質(zhì)、最終生 成物之間的量的關(guān)系； 3 .確定最初反應(yīng)物和最終生成物之間的量的關(guān)系； 4 .根據(jù)所確定的最初反應(yīng)物和最終生成物之間的量的關(guān)系和已知條件進(jìn)行計算。 ［提示］利用關(guān)系式法解多步反應(yīng)的關(guān)鍵是正確建立已知量、未知量之間的物質(zhì)

6、的量或 質(zhì)量的比例關(guān)系。 ［投影顯示］例4.工業(yè)上制硫酸的主要反應(yīng)如下： 4FeS2+11Q====2Fe2Q+8SO 2SO2+O2======50====2S(O 催化劑 SO+H2O==== HkSO 煨燒2.5 t含85% Fe8的黃鐵礦石(雜質(zhì)不參加反應(yīng))時，F(xiàn)e&中的S有5.0%損失而 混入爐渣，計算可制得 98%琉酸的質(zhì)量。 ［師］這里提醒大家一點(diǎn)，F(xiàn)eS2中的S有5.0%損失也就相當(dāng)于 Fe&有5.0%損失。下邊 大家還是分小組討論，開動腦筋，想一想如何利用關(guān)系式法來解決這一工業(yè)問題。 ［生］展開熱烈的討論，各抒己見，最后大致還是得到兩種方案。 方案之一，

7、先找關(guān)系式，根據(jù)題意列化學(xué)方程式，可得如下關(guān)系 FeSa ——2SQ——2SO——2H2SO 即 FeS2~ 2H 2SO 1202X 98 5 .5 t X 85%X 95% m(98% H2SO) ? 98% 得 m(98%HSO)= 2.5 t 85% 2 98 95% 3.41 98% 120 故可制得98%a酸3.4 t 。 方案之二在找關(guān)系式時，根據(jù)S元素在反應(yīng)前后是守恒的，即由FeSa2H2so可以直 接變?yōu)?SH2SO 由于有5.0%的S損失，2.5 t含85%FeS的黃鐵礦石中參加反應(yīng)的 S的質(zhì)量為 mS尸 mFeS2) .益?好 …2 32 一.

8、=2.5 t X 85%< i-32 X 95% =1.08 t 則由S? H 2SQ 3298 1.08 tm（98% H2SO） ? 98% 得 m（98% H2sO）= 98 1.08 t =3.4 t 32 98% 故可制得98%a酸3.4 t 。 ［師］評價兩種方案：兩種方案都能比較方便地找到最初反應(yīng)物和最終生成物之間的直 接關(guān)系，從而使問題簡單地得到解決，我們還是要求同學(xué)們在下邊練習(xí)時注意解題格式的規(guī) 范化。 ［補(bǔ)充說明］在進(jìn)行多步反應(yīng)計算時，往往還需要搞清楚以下幾個關(guān)系： 1 .原料的利用率（或轉(zhuǎn)化率）（% 二實際利用或轉(zhuǎn)化原料量 。 = 實際投入原料總量

9、—100% 2 .產(chǎn)物產(chǎn)率（…100% 3 .已知中間產(chǎn)物的損耗量（或轉(zhuǎn)化率、利用率）都可歸為起始原料的損耗量（或轉(zhuǎn)化 率、利用率） 4 .元素的損失率====該化合物的損失率 ［投影練習(xí)］某合成氨廠，日生產(chǎn)能力為30噸，現(xiàn)以NH為原料生產(chǎn)NHNO,若硝酸車 間的原料轉(zhuǎn)化率為 92%氨被吸收為 NHNO的吸收率為98%則硝酸車間日生產(chǎn)能力應(yīng)為多 少噸才合理？ ［解析］設(shè)日產(chǎn) HNO的質(zhì)量為x,NH3用于生產(chǎn)HNO的質(zhì)量為35 t- y 由各步反應(yīng)方程式得氨氧化制HNO的關(guān)系為： NH?Ng NO?HNO 1763 y - 92% y= 17 x 63 92% 用于被H

10、NO吸收的NH的質(zhì)量為 30 t- y=30 t- 17 x 63 92% 由 NH3+HNO===== NHNO 1763 (30 t- 17x ) X 98% x 63 92% 得[30 t-17 x/(63 X 92%)] - 98%17^ 63 解之得x=52.76 t ［答案1硝酸車間日生產(chǎn)能力為52.76 t才合理。 ［本節(jié)小結(jié)］本節(jié)課我們重點(diǎn)討論的是關(guān)于多步反應(yīng)的計算，通過討論和比較，得出關(guān) 系式法是解決多步反應(yīng)計算的一種較好的方法。具體地在找關(guān)系式時，一方面可以根據(jù)各步 反應(yīng)中反映出的各物質(zhì)的物質(zhì)的量或質(zhì)量的關(guān)系，如例3;也可以根據(jù)某元素原子的物

11、質(zhì)的 量守恒規(guī)律，找出起始物與終態(tài)物的關(guān)系，如例4。 ［布置作業(yè)］A二、4、5 ?板書設(shè)計 三、多步反應(yīng)計算 用關(guān)系式法解多步反應(yīng)計算的一般步驟 1 .寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式； 2 .根據(jù)化學(xué)方程式找出可以作為中介的物質(zhì)，并確定最初反應(yīng)物、中介物質(zhì)、最終生 成物之間的量的關(guān)系； 3 .確定最初反應(yīng)物和最終生成物之間的量的關(guān)系； 4 .根據(jù)所確定的最初反應(yīng)物和最終生成物之間的量的關(guān)系和已知條件進(jìn)行計算。 ?教學(xué)說明 多步反應(yīng)計算的基本解法就是關(guān)系式法，為了得出這種方法以及展示這種方法的優(yōu)越 性，在教學(xué)中讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，充分發(fā)揮同學(xué)們的想象力、創(chuàng)造力，然后得出兩種比較

12、 典型的方案，將這兩種方案進(jìn)行比較，自然地得出結(jié)論：還是利用關(guān)系式法解決簡單。既解 決了問題，又增強(qiáng)了學(xué)生的分析問題能力。 參考練習(xí) 1 .用黃鐵礦制取硫酸，再用硫酸制取化肥硫酸錢。燃燒含F(xiàn)eS2為80%的黃鐵礦75 t , 生產(chǎn)出79. 2 t硫酸俊。若在制取硫酸錢時硫酸的利用率為90%。則用黃鐵礦制取硫酸時 Fe&的利用率是多少？ 2 .向溶解了 90 g Nal的溶液中加入40 g Br 2,再向溶液中通人適量的 C%,充分反應(yīng) 后，反應(yīng)過程中被還原的C12的質(zhì)量是多少？ 答案：21.3 g 3 . CQ和NO的混合氣體30 mL反復(fù)緩緩?fù)ㄟ^足量的 N&Q后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（

13、假設(shè)不生 成 N2Q）: 2CO 2+2NaQ======2NaCO+02 反應(yīng)后氣體體積變?yōu)?15 mL（溫度、壓強(qiáng)相同），則原混合氣體中 CO和NO的體積比可能 是（） ①l : l②2: l ③2: 3④5: 4 A .①② B .②③ C .①②④ D .①②③④備課資料 在有關(guān)礦石的計算中，常出現(xiàn)這樣三個概念：礦石的損失率、礦石中化合物的損失率、 礦石中某元素的損失率，三者的涵義不完全相同，但它們有著本質(zhì)的、 必然的定量關(guān)系.下 面通過汁算說明它們的關(guān)系： 題目：某黃鐵礦含 FeS2 x %,在反應(yīng)中損失硫 y%,試求：FeS2的損失率、礦石的損失 率各是多少？ 解：

14、設(shè)礦石的質(zhì)量為m t ,則FeS的質(zhì)量為 m?x%,硫的質(zhì)量為 m- -64 Xx% 120 8… =—? m- x%t。 15 8 損失硫的質(zhì)重=一 X mX x%Xy%t; 15 損失Fe&的質(zhì)量= 5352中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 8 … … 損失硫的質(zhì)量 _15 m x% y% 64 100% 120 m x% y% m y%t。 x% 損失礦石的質(zhì)量=損￡FeS29匕 礦石中FeS2的含量 因此有：FeS2的損失率=[(m ? x% ? y% )/(m ? x%)] xi00%=y%; 礦石的損失率=(m?y%)/m=%。 從上述計算中可知： 礦石的損失

15、率、礦石中化合物的損失率、礦石中某元素的損失率三 者的數(shù)值是相等的，在計算中完全可以代換。 綜合能力訓(xùn)練 1 .在一定條件下，將 m體積NO和n體積02同時通人倒立于水中且盛滿水的容器內(nèi)。 充分反應(yīng)后，容器內(nèi)殘留m/2體積的氣體，該氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色。則 m與n的 比() A . 3: 2 B .2: 3 C . 8: 3 D . 3: 8 答案：C 2 .為消除NO NO對大氣污染，常用堿液吸收其混合氣。a mol NO和b mol NO組成的 混合氣體，用NaOH§液使其完全吸收，無氣體剩余?，F(xiàn)有濃度為 c mol - L-1 NaOH溶液，則需 此NaOH§液的體

16、積是() A . a/c L B.2a /c L. C . 2(a+b)/3c L D . (a+b) /c L 答案：D 3 .200 t 含F(xiàn)eS2 75 %的黃鐵礦煨燒時損失Fe& lO %, SQ轉(zhuǎn)化為S03的轉(zhuǎn)化率為96% , SQ的吸收率為95%,可生產(chǎn)98%的硫酸多少噸？ 解法一：關(guān)系式法： FeS 2~ 2H2s04 120t 196t 200 t X75%X (1 — 10%) X96%X 95%98 %-x 解得 x=205. 2 t 。 解法二：守恒法 設(shè)生成98%的硫酸x噸，由硫元素守恒得； 32 232 200 tX75%X(1 一 l0 %) X96%X 95%X=98% ' xX 5 x=205 . 2t 。 答案：205. 2