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
知识目标
使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。
能力目标
培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。
情感目标
通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。
教学建议
教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。
教学难点:氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。
教材分析:
氧化还原反应方程式的配平是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。
教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。
本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待氧化还原反应方程式的配平能力,训练了学生的辩证思维。
教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。
教法建议
教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。
1.通过复习,总结配平原则
教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出氧化还原反应方程式的配平原则—化合价升降总数相等。
2.配平步骤
[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:
(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)
(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。
为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。
另外,关于氧化还原反应的离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。
对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。
如:(浓)—氧化产物是而不是或,还原产物是而不是。氧化产物的还原产物。
典型例题
例1一定条件下,硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:
,请配平方程式。
选题目的:复习巩固氧化还原反应方程式的一般配平方法,当使用一般配平方法有困难时可用其它方法配平。拓宽视野,达到简化配平方法的目的。此题适于任何学生。
解析:一般可根据元素化合价的变化关系
5NH4NO3====2HNO3+4N2↑+9H2O
升高3×5
降低5×3
为了简化配平过程,也可通过反应物中氮元素的平均化合价及变化关系
5/2NH4NO3——HNO3+2N2↑+9/2H2O===>5NH4NO3===2HNO3+4N2↑+9H2O
N:+1——→+5升高4×1
2N:(+1—→0)×2降低2×2
注:在配平此题时一定要注意,氮元素的化合价不能出现交叉现象
解答:5、2、4、9。
启示:对于同种物质中同种元素价态不清或同种物质中同种元素的价态不同时,只需根据化合价法则,找出元素的相应化合价,抓住质量守恒、电子守恒,就可正确配平。
例2已知在下列反应中失去7mol电子,完成并配平下列化学方程式:选题目的:加强对“氧化还原反应方程式的配平依据是化合价升降(电子转移)总数相等。”的理解。此题作为提高能力可介绍给学习程度较好的学生。
思路分析:观察反应前后的化合价的变化:。CuSCN中各元素的化合价不十分清楚,则化合价的变化更不易一一找出,另外氧元素的化合价也发生了变化。因此,该题不宜使用一般方法配平,因SCN-和HCN中元素化合价较复杂,做起来较麻烦,可利用氧化还原反应中氧化剂地电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。根据题中已知条件设未知系数求算。
设计量数为,计量数为,根据得失电子数相等,有7x=5y。
所以x:y=5:7,代入后用观察法确定其它物质计量数,最后使各项计量数变为整数,得:10、14、21、10、10、14、7、16。
注:解本题是依据氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。本题若用确定元素化合价变化进行配平,需确定中为+1价,S为-2价,1个应当失去,可得相同结果,但做起来较麻烦。
启示:因中学阶段学生学习的化学反应是有限的,不可能把每一个反应都了解的很透彻,抓住氧化还原反应的配平依据,即可找到解题的切入点。
例3在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成-和。生成物继续跟硫作用生成和。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足量的,跟反应也完全转化为。
(1)写出以上各步反应的离子方程式;
(2)若有amol硫经上述转化后,最终完全变为,至少需和的物质的量各是多少?
(3)若原热碱液中含6mol,则上述amol硫的转化过程里生成的中的值为多少?
选题目的:该题以信息的形式给出已知条件,是培养学生学会提炼题中信息作为解题依据的能力;锻炼学生能够从不同角度思考问题,学会学习方法;复习巩固离子反应、氧化还原反应和氧化还原反应方程式的配平等知识在解题中的应用。
解析:
(1)①②③
④
(2)从氧化还原电子得失关系看,电子得失均在硫元素之间进行。
从,失电子;从,得电子。
所以完全转化为所失电子数与转化为所得电子数相等,即:
amolamol
由守恒,完全转化为需和。
(3)原热碱液中含,则反应①中消耗。根据反应①、②、③,有,所以。
启示:在氧化还原反应中,元素化合价发生变化,服从氧化还原反应规律,这是思考问题的基本方法。凡涉及氧化还原反应的有关计算要考虑得失电子守恒规律的合理应用。
俗话说,磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案,这是教师需要精心准备的。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助教师掌握上课时的教学节奏。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《高一化学知识点汇总:含氧酸化学反应方程式》,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
高一化学知识点汇总:含氧酸化学反应方程式
高一化学知识点-含氧酸化学反应方程式内容如下:
1、氧化性:
4HClO3+3H2S===3H2SO4+4HCl
HClO3+HI===HIO3+HCl
3HClO+HI===HIO3+3HCl
HClO+H2SO3===H2SO4+HCl
HClO+H2O2===HCl+H2O+O2
(氧化性:HClOHClO2HClO3HClO4、但浓、热的HClO4氧化性很强)
2H2SO4(浓)+C===CO2+2SO2+2H2O
2H2SO4(浓)+S===3SO2+2H2O
H2SO4+Fe(Al)室温下钝化
6H2SO4(浓)+2Fe===Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O
2H2SO4(浓)+Cu===CuSO4+SO2+2H2O
H2SO4(浓)+2HBr===SO2+Br2+2H2O
H2SO4(浓)+2HI===SO2+I2+2H2O
H2SO4(稀)+Fe===FeSO4+H2
2H2SO3+2H2S===3S+2H2O
4HNO3(浓)+C===CO2+4NO2+2H2O
6HNO3(浓)+S===H2SO4+6NO2+2H2O
5HNO3(浓)+P===H3PO4+5NO2+H2O
6HNO3+Fe===Fe(NO3)3+3NO2+3H2O
4HNO3+Fe===Fe(NO3)3+NO+2H2O
30HNO3+8Fe===8Fe(NO3)3+3N2O+15H2O
36HNO3+10Fe===10Fe(NO3)3+3N2+18H2O
30HNO3+8Fe===8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O
2、还原性:
H2SO3+X2+H2O===H2SO4+2HX
(X表示Cl2、Br2、I2)
2H2SO3+O2===2H2SO4
H2SO3+H2O2===H2SO4+H2O
5H2SO3+2KMnO4===2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O
H2SO3+2FeCl3+H2O===H2SO4+2FeCl2+2HCl
3、酸性:
H2SO4(浓)+CaF2===CaSO4+2HFH2SO4(浓)+NaCl===NaHSO4+HCl
H2SO4(浓)+2NaCl===Na2SO4+2HCl
H2SO4(浓)+NaNO3===NaHSO4+HNO3
3H2SO4(浓)+Ca3(PO4)2===3CaSO4+2H3PO42H2SO4(浓)+Ca3(PO4)2===2CaSO4+
Ca(H2PO4)2
3HNO3+Ag3PO4===H3PO4+3AgNO3
2HNO3+CaCO3===Ca(NO3)2+H2O+CO2
(用HNO3和浓H2SO4不能制备H2S,HI,HBr,(SO2)
等还原性气体)
4H3PO4+Ca3(PO4)2===3Ca(H2PO4)2(重钙)
H3PO4(浓)+NaBr===NaH2PO4+HBrH3PO4(浓)+NaI===NaH2PO4+HI
4,不稳定性:
2HClO===2HCl+O2
4HNO3===4NO2+O2+2H2O
H2SO3===H2O+SO2
H2CO3===H2O+CO2
4SiO4===H2SiO3+H2O
文章来源:http://m.jab88.com/j/57407.html
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