第二课时
[复习提问]解关于化学方程式的计算问题的一般步骤有哪些?解过量计算问题的基本特点有哪些?解过量计算问题的一般步骤是什么?
[生]回忆并回答(回答内容略)
[导入新课]在实际生产或科学实验中,不仅存在所投物料是否过量的问题,而且往往从原料到最终产物,一般都不是一步完成的,中间需经过多个连续的反应过程,像这样的连续反应,我们称之为多步反应。工业上如制硫酸、硝酸、乙醇(酒精)等许多过程都是经多步反应实现的,本节课讨论的主要话题就是关于多步反应的计算。
[板书]三、多步反应计算
[师]和解决过量计算问题类似,我们还是通过典型例题的分析来总结解多步反应计算问题的基本方法和步骤。
[投影显示][例3]用CO还原5.0g某赤铁矿石(主要成分为Fe2O3,杂质不参加反应)样品,生成的CO2再跟过量的石灰水反应,得到6.8g沉淀,求赤铁矿石中Fe2O3的质量分数。
[生]阅读题目,思考如何下手解决问题。
[引导]很显然,这是一个多步反应问题,要想求出赤铁矿中Fe2O3的质量分数,应先搞清楚整个过程都发生了哪些反应。
[生]思考,写出所涉及的两个化学反应方程式。
Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
[师]下面我们分成四个小组进行讨论,把你们讨论的解决方案总结出来。
[生]进行分组讨论,最后基本上得到两种方案,分别由两个学生代表陈述。
方案之一:逆推法
设通入澄清石灰水中的CO2的质量为x,则由方程式:
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
44100
x6.8
得解得x=2.992g
再设被CO还原的Fe2O3的质量为y,则由方程式
Fe2O3+3CO======2Fe+3CO2
1603×44
y2.992g
得解得y=3.6g
所以w(Fe2O3)==72%
方案之二:根据两步反应的化学方程式,用CO2作“中介”得出下列关系:
Fe2O3——3CO2——3CaCO3
即Fe2O3——3CaCO3
1603×100
m(Fe2O3)6.8g
所以m(Fe2O3)==3.6g
则w(Fe2O3)=×100%=72%
[师]评讲讨论结果,大家不难看出两种方案中第一种计算起来比较麻烦,而第二种方案则简单明了,充分利用反应过程中各物质之间的量的关系,实现了从已知量和待求量之间的直接对话,这就叫关系式法,它是解决多步反应计算的一种好方法。下边就请同学们尤其是刚才用方案一思考的同学们把例题3用关系式法规范地解在练习本上,并从中体会并总结解多步反应计算题的一般步骤。
[生]在练习本上规范地练习,并归纳总结用关系式法解多步反应的一般步骤,一位同学举手回答(内容见板书)
[师]从学生的回答中整理板书内容
[板书]用关系式法解多步反应计算的一般步骤:
1.写出各步反应的化学方程式;
2.根据化学方程式找出可以作为中介的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间的量的关系;
3.确定最初反应物和最终生成物之间的量的关系;
4.根据所确定的最初反应物和最终生成物之间的量的关系和已知条件进行计算。
[提示]利用关系式法解多步反应的关键是正确建立已知量、未知量之间的物质的量或质量的比例关系。
[投影显示]例4.工业上制硫酸的主要反应如下:
4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2===========2SO3
SO3+H2O====H2SO4
煅烧2.5t含85%FeS2的黄铁矿石(杂质不参加反应)时,FeS2中的S有5.0%损失而混入炉渣,计算可制得98%硫酸的质量。
[师]这里提醒大家一点,FeS2中的S有5.0%损失也就相当于FeS2有5.0%损失。下边大家还是分小组讨论,开动脑筋,想一想如何利用关系式法来解决这一工业问题。
[生]展开热烈的讨论,各抒己见,最后大致还是得到两种方案。
方案之一,先找关系式,根据题意列化学方程式,可得如下关系
FeS2——2SO2——2SO3——2H2SO4
即FeS2~2H2SO4
1202×98
2.5t×85%×95%m(98%H2SO4)98%
得m(98%H2SO4)=
故可制得98%硫酸3.4t。
方案之二在找关系式时,根据S元素在反应前后是守恒的,即由FeS22H2SO4可以直接变为?S——H2SO4
由于有5.0%的S损失,2.5t含85%FeS2的黄铁矿石中参加反应的S的质量为
m(S)=m(FeS2)w(S)
=2.5t×85%××95%
=1.08t
则由S~H2SO4
3298
1.08tm(98%H2SO4)98%
得m(98%H2SO4)==3.4t
故可制得98%硫酸3.4t。
[师]评价两种方案:两种方案都能比较方便地找到最初反应物和最终生成物之间的直接关系,从而使问题简单地得到解决,我们还是要求同学们在下边练习时注意解题格式的规范化。
[补充说明]在进行多步反应计算时,往往还需要搞清楚以下几个关系:
1.原料的利用率(或转化率)(%)
=
2.产物产率(%)=
3.已知中间产物的损耗量(或转化率、利用率)都可归为起始原料的损耗量(或转化率、利用率)
4.元素的损失率====该化合物的损失率
[投影练习]某合成氨厂,日生产能力为30吨,现以NH3为原料生产NH4NO3,若硝酸车间的原料转化率为92%,氨被吸收为NH4NO3的吸收率为98%,则硝酸车间日生产能力应为多少吨才合理?
[解析]设日产HNO3的质量为x,NH3用于生产HNO3的质量为35t-y
由各步反应方程式得氨氧化制HNO3的关系为:
NH3~NO~NO2~HNO3
1763
y92%x
y=
用于被HNO3吸收的NH3的质量为
30t-y=30t-
由NH3+HNO3=====NH4NO3
1763
(30t-)×98%x
得[30t-17x/(63×92%)]98%=
解之得x=52.76t
[答案]硝酸车间日生产能力为52.76t才合理。
[本节小结]本节课我们重点讨论的是关于多步反应的计算,通过讨论和比较,得出关系式法是解决多步反应计算的一种较好的方法。具体地在找关系式时,一方面可以根据各步反应中反映出的各物质的物质的量或质量的关系,如例3;也可以根据某元素原子的物质的量守恒规律,找出起始物与终态物的关系,如例4。
[布置作业]P26二、4、5
●板书设计
三、多步反应计算
用关系式法解多步反应计算的一般步骤
1.写出各步反应的化学方程式;
2.根据化学方程式找出可以作为中介的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间的量的关系;
3.确定最初反应物和最终生成物之间的量的关系;
4.根据所确定的最初反应物和最终生成物之间的量的关系和已知条件进行计算。
●教学说明
多步反应计算的基本解法就是关系式法,为了得出这种方法以及展示这种方法的优越性,在教学中让学生进行分组讨论,充分发挥同学们的想象力、创造力,然后得出两种比较典型的方案,将这两种方案进行比较,自然地得出结论:还是利用关系式法解决简单。既解决了问题,又增强了学生的分析问题能力。
参考练习
1.用黄铁矿制取硫酸,再用硫酸制取化肥硫酸铵。燃烧含FeS2为80%的黄铁矿75t,生产出79.2t硫酸铵。若在制取硫酸铵时硫酸的利用率为90%。则用黄铁矿制取硫酸时FeS2的利用率是多少?
2.向溶解了90gNal的溶液中加入40gBr2,再向溶液中通人适量的C12,充分反应后,反应过程中被还原的C12的质量是多少?
答案:21.3g
3.C02和NO的混合气体30mL,反复缓缓通过足量的Na2O2后,发生化学反应(假设不生成N2O4):
2CO2+2Na2O2======2Na2CO3+02
反应后气体体积变为15mL(温度、压强相同),则原混合气体中CO2和NO的体积比可能是()
①l:l②2:l③2:3④5:4
A.①②B.②③C.①②④D.①②③④备课资料
在有关矿石的计算中,常出现这样三个概念:矿石的损失率、矿石中化合物的损失率、矿石中某元素的损失率,三者的涵义不完全相同,但它们有着本质的、必然的定量关系.下面通过汁算说明它们的关系:
题目:某黄铁矿含FeS2x%,在反应中损失硫y%,试求:FeS2的损失率、矿石的损失率各是多少?
解:设矿石的质量为mt,则FeS2的质量为mx%,硫的质量为m×x%=mx%t。
损失硫的质量=×m×x%×y%t;
损失FeS2的质量==
损失矿石的质量=my%t。
因此有:FeS2的损失率=[(mx%y%)/(mx%)]×100%=y%;
矿石的损失率=(my%)/m=y%。
从上述计算中可知:矿石的损失率、矿石中化合物的损失率、矿石中某元素的损失率三者的数值是相等的,在计算中完全可以代换。
综合能力训练
1.在一定条件下,将m体积NO和n体积O2同时通人倒立于水中且盛满水的容器内。充分反应后,容器内残留m/2体积的气体,该气体与空气接触后变为红棕色。则m与n的比()
A.3:2B.2:3C.8:3D.3:8
答案:C
2.为消除NO、NO2对大气污染,常用碱液吸收其混合气。amolNO2和bmolNO组成的混合气体,用NaOH溶液使其完全吸收,无气体剩余。现有浓度为cmolL-1NaOH溶液,则需此NaOH溶液的体积是()
A.a/cLB.2a/cL.C.2(a+b)/3cLD.(a+b)/cL
答案:D
3.200t含FeS275%的黄铁矿煅烧时损失FeS2lO%,S02转化为S03的转化率为96%,S03的吸收率为95%,可生产98%的硫酸多少吨?
解法一:关系式法:
FeS2~2H2S04
120t196t
200t×75%×(1—10%)×96%×95%98%x
解得x=205.2t。
解法二:守恒法
设生成98%的硫酸x吨,由硫元素守恒得;
200t×75%×(1一l0%)×96%×95%×=98%x×,
x=205.2t。
答案:205.2
[教学目标]
1.知识目标
使学生掌握反应物中有一种过量的计算。
2.能力和方法目标
通过有关化学方程式的计算,提高学生化学计算技能,掌握常用的化学计算方法,培养化学思维能力。
3.情感和价值观目标
(1)通过要求化学计算题的解题规范、书写格式的训练,培养学生讲究整洁美、规范美。
(2)培养学生理论联系实际观念。
[教学重点、难点]
运用化学反应知识判断哪种反应物过量等。
[教学过程]
(见相应的第五节第一课时ppt文件)
[巩固练习]
1.56g铁与16g硫放在密闭容器中加热,使之反应完全后把固体投入足量的稀盐酸中,标态下产生气体的体积为()。
(A)22.4L(B)11.2L(C)33.6L(D)44.8L
2.用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物56.6g,可得到3.2g硫,原混合物中FeS的质量可能是:①8.8g、②21.4g、③35.2g、④47.8g这四个答案中的()。
(A)①(B)①③(C)②④(D)②
3.在100mL12mol/L浓盐酸中加入足量二氧化锰,加热,充分反应后得到的氯气量是(不考虑氯气在反应液中的溶解损失)()。
(A)0.6mol(B)在0.3mol和0.6mol之间
(C)0.3mol(D)小于0.3mol
4.某碳酸钾样品中含有碳酸钠、硝酸钾和硝酸钡三种杂质中的一种或两种,现将13.8g样品加入足量水,样品全部溶解,再加过量的氯化钙溶液,得到9g沉淀,对样品所含杂质的正确的判断是()。
(A)肯定没有硝酸钾(B)肯定有硝酸钾,可能还有碳酸钠
(C)肯定没有硝酸钡,可能有硝酸钾(D)肯定没有碳酸钠和硝酸钡
5.将2.4mol某金属投入1.8L2mol.L-1的某酸溶液中,恰好完全反应,并产生7.2gH2,则该金属和酸分别是()。
(A)二价金属,二元酸(B)二价金属,三元酸
(C)三价金属,二元酸(D)一价金属,一元酸
6.向盐A2B溶液中加入盐CD2,溶液中有沉淀生成。为了研究这一化学反应,将两种盐分别配成0.1mol/L的溶液进行实验。实验的有关数据如下表所示(化学式中A、B、C、D表示原子或原子团,式量:A为23;B为96;C为137;D为35.5):
编号
A2B溶液体积/mL
CD2溶液体积/mL
沉淀质量/g
1
60
0
0
2
60
20
0.464
3
60
40
4
60
60
1.395
5
60
70
1.404
6
60
80
1.397
7
60
120
(1)用化学方程式表示其反应__________________,理由是________________。
(2)沉淀的化学式为_________,理由是_________________________。
(3)3号实验中沉淀的质量为_____g;7号实验中沉淀的质量为________________g。
7.金属单质A和非金属单质B可生成化合物AB,反应方程式A+B→AB。甲、乙、丙三学生分别在实验室内做该实验,充分反应时各人所用A、B的质量各不相同,但总量相等,都是9.00g。有关实验数据记录如下表:
A的用量
B的用量
AB的质量
甲
7.00g
2.00g
6.00g
乙
4.00g
5.00g
6.00g
丙
ag
bg
4.44g
试求:
(1)A+B→AB的反应中,反应物、生成物三者质量比:
由甲学生实验中得到________________________________________。
由乙学生实验中得到_________________________________________。
所以参加该反应的三者质量比是______________________________。
(2)丙学生实验中,a和b的值。
8.现有Na2O2和NaHCO3的混合物两等份,第一份混合物放入密闭容器中加热,使其充分反应;第二份混合物中加入足量的稀H2SO4。两种情况下得到同样的气体,但气体体积不同。前者产生气体的体积为aL,后者产生的气体体积为bL(气体体积都是在通常状况下测得,该条件下,气体的摩尔体积为VLmol-1)。
(1)第一份混合物加热充分反应后的固体残留物是_____________,其物质的量为_____________。
(2)每份样品中Na2O2的物质的量为__________________________,NaHCO3的物质的量为_______________________________________。
参考答案
1A,2B,3D,4B,5C。
6.(1)化学方程式为:A2B+CD2=2AD+CB。
(2)根据题中所给的各原子或原子团的式量可得出,60mL0.1Lmol-1的A2B溶液跟60mL0.1Lmol-1的CD2溶液反应可生成AD0.702g、CB1.398g。所以沉淀物质只可能是CB才与实验结果相吻合。
(3)根据以上分析结果,在第3组实验中AB2过量、CD2不足,可根据CD2物质求得沉淀质量为0.932g。第7组实验中,是CD2过量,应根据A2B的物质的量来计算,求出沉淀质量是1.398g。
7.(1)由甲学生实验中得到:2:1:3。由乙学生实验中得到:1:5:6或2:1:3。所以参加该反应的三者质量比是2:1:3。
(2)丙学生实验中,a和b的比值。剩余A时:a=7.52g,b=1.48g。剩余B时:a=2.96g,b=6.04g。
8.(1)碳酸钠mol
(2)mol;mol。一名优秀的教师就要对每一课堂负责,高中教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?为了让您在使用时更加简单方便,下面是小编整理的“高二化学方程式大全第一章化学方程式总结”,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!
高二化学方程式大全第一章化学方程式总结
1,氮气与氢气的反应:N2+3H22NH3
2,氮气与氧气的反应:N2+O2放电=2NO
3,一氧化氮与氧气的反应:2NO+O2=2NO2
4,磷与氧气的反应:4P+5O2点燃=2P2O5
5,五氧化二磷与热水的反应:P2O5+3H2O加热=2H3PO4
6,五氧化二磷与冷水的反应:P2O5+H2O=2HPO3
7,磷在氯气中燃烧(不充足):2P+3Cl2点燃=2PCl3
8,磷在氯气中燃烧(充足):2P+5Cl2点燃=2PCl5
9,三氯化磷与氯气反应:PCl3+Cl2=PCl5
10,氨气与水的反应:NH3+H2ONH3·H2ONH+4+OH-
11,氨水受热分解:NH3·H2O△=NH3↑+H2O
12,氨气与氯化氢的反应:NH3+HCl=NH4Cl
13,氨气的催化氧化:4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O
14,氯化氨受热分解:NH4Cl△=NH3↑+HCl↑
15,碳酸氢铵受热分解:NH4HCO3△=NH3↑+H2O+CO2↑
16,硫酸铵与氢氧化钠的反应:(NH4)2SO4+2NaOH△=Na2SO4+2NH3↑+2H2O
17,硝酸铵与与氢氧化钠的反应:NH4NO3+NaOH△=NaNO3+NH3↑+H2O
18,硝酸的不稳定性:4HNO3△或光照=2H2O+4NO2↑+O2↑
19,铜与浓硝酸的反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
20,铜与稀硝酸的反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
21,浓硝酸与碳的反应:4HNO3+C=2H2O+4NO2↑+CO2↑
22,一氧化碳还原氧化铁:Fe2O3+3CO高温=2Fe+3CO2↑
23,氯气和浓,热的氢氧化钾反应:3Cl2+6KOH(浓,热)=KClO3+5KCl+3H2O
24,铜和氯化铁的反应:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2
25,硫和硝酸的反应:3S+4HNO3=3SO2↑+4NO↑+2H2O
文章来源:http://m.jab88.com/j/32337.html
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