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

第二課時(shí)復(fù)習(xí)提問解關(guān)于化學(xué)方程式的計(jì)算問題的一般步驟有哪些？解過量計(jì)算問題的基本 特點(diǎn)有哪些？ 解過量計(jì)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(shí)際生產(chǎn)或科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)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(jì)算。板書三、多步反應(yīng)計(jì)算師和解決過量計(jì)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(jì)算 問題的基本方法和步驟。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(gè)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(gè)過程都發(fā)生了哪些反應(yīng)。生思考，寫出所涉及的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式。高溫Fe2O3+3CO=2Fe+3COCO+Ca（OH=CaCOj +H2O師下面我們分成四個(gè)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，最后基本上得到兩種方案，分別由兩個(gè)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 +H2O44100x6.844 44100得解得x=2.992 gx 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+3CO160V得160 V3X 442.992 g3 442.992 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 g方案之二：根據(jù)兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式，用Fe2O33CO3CaCO即 FezQ3CaCO1603 X100MFeaQ) 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(píng)講討論結(jié)果，大家不難看出兩種方案中第一種計(jì)算起來比較麻煩，而第二種方案則簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)了從已知量和待求量之間的直接對(duì)話，這就叫關(guān)系式法，它是解決多步反應(yīng)計(jì)算的一種好方法。下邊就請(qǐng)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)范地解在練習(xí)本上，并從中體會(huì)并總結(jié)解多步反應(yīng)計(jì)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(jì)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(jì)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)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+8SO2SO2+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(shí)，F(xiàn)e&中的S有5.0%損失而混入爐渣，計(jì)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(dòng)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，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 2SQ2SO2H2SO即 FeS2 2H 2SO1202X 985 .5 t X 85%X 95% m(98% H2SO) 98%得 m(98%HSO)= 2.5 t 85% 2 98 95% 3.4198% 120故可制得98%a酸3.4 t 。方案之二在找關(guān)系式時(shí)，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.=2.5 t X 85%< i-32 X 95%=1.08 t則由S H 2SQ32981.08 tm（98% H2SO） 98%得 m（98% H2sO）= 98 1.08 t =3.4 t32 98%故可制得98%a酸3.4 t 。師評(píng)價(jià)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(jiǎn)單地得到解決，我們還是要求同學(xué)們?cè)谙逻吘毩?xí)時(shí)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(jì)算時(shí)，往往還需要搞清楚以下幾個(gè)關(guān)系：1 .原料的利用率（或轉(zhuǎn)化率）（%二實(shí)際利用或轉(zhuǎn)化原料量 。= 實(shí)際投入原料總量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：NHNg NOHNO1763y - 92%y= 17 x63 92%用于被HNO吸收的NH的質(zhì)量為30 t- y=30 t-17 x63 92%由 NH3+HNO= NHNO1763(30 t- 17x ) X 98% x63 92%得30 t-17 x/(63 X 92%) - 98%1763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(jì)算，通過討論和比較，得出關(guān)系式法是解決多步反應(yīng)計(jì)算的一種較好的方法。具體地在找關(guān)系式時(shí)，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(jì)三、多步反應(yīng)計(jì)算用關(guān)系式法解多步反應(yīng)計(jì)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(jì)算。教學(xué)說明多步反應(yīng)計(jì)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(jiǎn)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(shí)硫酸的利用率為90%。則用黃鐵礦制取硫酸時(shí)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 g3 . 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)（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（）l : l2: l 2: 35: 4A . B . C . D .備課資料在有關(guān)礦石的計(jì)算中，常出現(xiàn)這樣三個(gè)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：設(shè)礦石的質(zhì)量為m t ,則FeS的質(zhì)量為 mx%,硫的質(zhì)量為 m- -64 Xx%1208= m- x%t。158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%64100%120m 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=(my%)/m=%。從上述計(jì)算中可知： 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數(shù)值是相等的，在計(jì)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(shí)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：C2 .為消除NO NO對(duì)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。現(xiàn)有濃度為 c mol - L-1 NaOH溶液，則需 此NaOH§液的體積是()A . a/c L B.2a /c L. C . 2(a+b)/3c L D . (a+b) /c L 答案：D3 .200 t 含F(xiàn)eS2 75 %的黃鐵礦煨燒時(shí)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 2H2s04120t 196t200 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 232200 tX75%X(1 一 l0 %) X96%X 95%X=98% ' xX 5x=205 . 2t 。答案：205. 2