数学不等式在化学中的应用

2013/4/7 14:31:45

数学不等式在化学中的应用

教学目标:

知识与技能:掌握运用数学不等式去解决化学问题的方法;

过程与方法:通过数学不等式的应用,培养学生利用所学的各学科知识分析问题、解决问题的能力;解决以往纯理论使学生不易懂的教学方法,使知识更直观;

情感态度与价值观:1.通过本节的学习,体会数学不等式在化学中的应用。

                  2.培养学生通过所学知识解决化学问题的能力,培养学生学习的兴趣。




教师活动

学生活动

设计意图

[提问]、[板书]

已知:a>b>0

求:的取值范围

 

 

 

 

 

 

学生黑板书写:

已知a>b>0

则有a+b>2b

所以

熟悉所运用的公式,为下一步的学习铺设台阶。

 

 

 

 

 

 

 

 

[引入问题]

例1.溶质质量分数分别为a%和5a%的硫酸溶液等体积混合,混合溶液中硫酸的质量分数为:

A.    a%  B. 6a%

C. >3a% D. <3a%

 

[引导]

①    当水溶液ρ>1g/cm-3时,质量分数w越大,溶液的密度ρ越大;

如:硫酸溶液,NaOH溶液

②    当水溶液ρ<1g/cm-3时,质量分数w越大,溶液的密度ρ越小;

如:氨水

 

[讲解]在1中,我们设体积为V,溶液的密度分别为 ρ1、ρ2,则ρ12

溶液的质量分数w为:

 

[板书]

  

 

 

 

 

 

因此

选C

 

注意:

①对于溶液来说,浓度和密度的变化关系,即ρ1和ρ2的关系

②要熟练的掌握数学不等式

学生回答以往是怎样解释的

 

 

 

 

 

 

 

当硫酸溶液浓度由0%到

98%,其密度则由水的密度过渡到硫酸的密度,因此密度是增大的;

 

氨水的浓度由0%到100%,则密度由水过渡到氨气,因此密度是减小的

 

 

 

 

 

 

学生根据数学不等式推导和3的关系

由于ρ12

因此ρ12<2ρ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

给学生几分钟的实践自己去推导该题目

 

以实例来解决实际问题

 

 

 

 

 

 

 

引导学生采用极限法来考虑问题,在此基础上采用数学公式解决问题

 

 

 

 

 

 

 

 

 

根据基本定义、基本公式去推导,学生易于理解

 

 

 

从学生熟悉的数学不等式出发进行讲解,有利于学生的理解和方法的掌握

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

例2.将质量分数为2w,物质的量浓度为c1的H2SO4溶液加水稀释,使质量分数变为w,物质的量浓度变为c2,则c1与c2的关系:

A. c1 =2c2  B. c1 <2c2

C. c1>2 c2  D. c2 =2c1

 

[设疑]物质的量浓度和溶液的质量分数的关系?

(提示)用所学的基本公式和定义进行推导。

 

[讲解]

在1中,我们设两种溶液的密度分别为ρ1、ρ2,硫酸的摩尔质量为M,则

 

[板书]

 

由于硫酸的浓度由2w减小到w,因此密度ρ12

所以c1>2 c2

选C

 

[练习]

 

1.若以w1和w2分别表示浓度amol/L和bmol/L的氨水的质量分数,并且2a=b,则下列判断正确的是(氨水的密度比水的小):

A.2 w1= w2  B.2 w2= w1

C. w2>2 w1   D.w1>w2>2w1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.质量分数为w的NaOH溶液,其物质的量浓度为amol/L,加热蒸发水分使其质量分数变为2w,此时溶液中NaOH的物质的量浓度为bmol/L,则a和b的关系正确的是(    )

A. b=2a    B. a=2b

C. b<2a    D.b>2a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[总结]本节课主要讲解了数学不等式在化学问题中的应用,它使一些理论上不容易弄懂的问题通过不等式的方式表达出来,学生可以更直观的理解和应用。另外,从基本公式和定义出发,符合学生学习的特点。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生上黑板推导c和w的关系

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生根据以上两个题目练习1和2,分组练习

 

1.设溶液的质量为m,密度为ρ,由

因此

由于2a=b

所以w2>2w1  ρ12

则w2>2 w1故选C

 

 

2. 设溶液的质量为m,密度为ρ,由

 

因此

 

由于ρ12

因此b>2a

故选D

 

学生思考,推导,掌握方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在理解了例题1的基础上,来边讲边做例题2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

设置练习,使理论上的东西转化为数学计算,加深学生的理解,有利于学生掌握该方法。