(共33张PPT)
幻灯片 1:封面
标题:4.1 化学式(第 3 课时 根据化学式的计算)
副标题:从 “符号” 到 “定量” 的跨越
背景图:选择一张双场景融合图片,左侧是水分子模型(H O)与相对分子质量计算过程(1×2 + 16 = 18),右侧是碳酸氢铵(NH HCO )的元素质量分数计算(N% = 14/(14+1×5+12+16×3)×100% ≈ 17.7%),下方标注 “核心计算:相对分子质量、元素质量比、元素质量分数”,直观呈现三类计算主题。
幻灯片 2:学习目标
知识理解:掌握相对分子质量的定义与计算方法(各元素相对原子质量 × 原子个数之和),学会计算化合物中各元素的质量比(元素相对原子质量 × 原子个数的比值),能准确计算化合物中某元素的质量分数(该元素质量与化合物总质量的百分比),了解元素质量分数的实际应用(如化肥中有效成分含量)。
能力提升:能独立完成常见化合物(如 H O、CO 、NaCl)的三类计算,能根据元素质量分数推算混合物中某元素的质量(如 100g CaCO 中钙元素的质量),能通过计算对比不同物质中同一元素的含量(如比较 CO 与 CO 中氧元素质量分数),提升化学定量计算能力。
意识培养:认识到 “化学式不仅是符号,还能反映定量关系”,理解 “定量计算是解决实际问题的工具”(如判断化肥优劣),培养 “严谨计算、规范书写” 的科学态度,树立 “从定性到定量” 的化学思维。
幻灯片 3:情境导入 —— 化学式能告诉我们 “多少”?
情境展示:呈现三组实际问题,引发学生思考:
情境 1:医生给患者开了葡萄糖(C H O )注射液,需要计算 1 个葡萄糖分子的质量 —— 但原子实际质量极小,如何用简便方法计算?
情境 2:农民购买化肥时,发现尿素(CO (NH ) )和碳酸氢铵(NH HCO )都含氮元素,想知道哪种化肥的氮含量更高 —— 如何通过化学式比较?
情境 3:实验室配制 100g 溶质质量分数为 10% 的氯化钠溶液,需要计算所需氯化钠(NaCl)的质量 —— 如何根据化学式确定氯化钠的组成比例?
提问互动:上一课时我们学习了化合价与化学式的书写,而化学式还蕴含着定量信息(如各元素的质量关系)。如何根据化学式计算分子的 “相对质量”?如何比较不同元素的质量比?又如何计算某元素的质量占比?今天,我们就来学习根据化学式的定量计算,解决这些实际问题。
幻灯片 4:计算一:相对分子质量(Mr)——“分子的‘相对重量’”
一、相对分子质量的定义
定义:相对分子质量是指化学式中所有原子的相对原子质量的总和(符号为 Mr),单位为 “1”(通常省略不写);
本质:与相对原子质量类似,相对分子质量是 “比值”,不是分子的实际质量(如 H O 的相对分子质量为 18,表示 1 个水分子的质量是碳 - 12 原子质量 1/12 的 18 倍);
注意:对于由离子构成的物质(如 NaCl),不存在分子,其 “相对分子质量” 实际为 “相对化学式量”(所有离子的相对原子质量总和),计算方法相同(如 NaCl 的相对化学式量 = 23 + 35.5 = 58.5)。
二、计算步骤(以 “H O” 和 “CO (NH ) ” 为例)
步骤 1:写出化学式,确定各元素的相对原子质量(Ar)
从元素周期表中获取各元素的相对原子质量(通常取整数,Cl 取 35.5);
示例:H O 中,Ar (H)=1,Ar (O)=16;CO (NH ) 中,Ar (C)=12,Ar (O)=16,Ar (N)=14,Ar (H)=1。
步骤 2:标出各元素的原子个数
化学式中元素符号右下角的数字表示原子个数(原子团的原子个数 = 原子团个数 × 内部原子个数);
示例:H O 中,H 原子个数 = 2,O 原子个数 = 1;CO (NH ) 中,C 原子个数 = 1,O 原子个数 = 1,N 原子个数 = 2(NH 有 2 个,每个含 1 个 N),H 原子个数 = 4(NH 有 2 个,每个含 2 个 H)。
步骤 3:计算总和(相对原子质量 × 原子个数之和)
公式:Mr = Σ(某元素的 Ar × 该元素的原子个数)
示例 1:计算 H O 的相对分子质量
Mr(H O) = Ar(H)×2 + Ar(O)×1 = 1×2 + 16×1 = 2 + 16 = 18;
示例 2:计算 CO (NH ) 的相对分子质量
Mr[CO(NH ) ] = Ar(C)×1 + Ar(O)×1 + Ar(N)×2 + Ar(H)×4 = 12×1 + 16×1 + 14×2 + 1×4 = 12 + 16 + 28 + 4 = 60。
三、常见物质相对分子质量计算示例
物质名称
化学式
相对原子质量(Ar)
计算过程
相对分子质量(Mr)
氧气
O
O=16
16×2
32
二氧化碳
CO
C=12,O=16
12×1 + 16×2
44
氯化钠
NaCl
Na=23,Cl=35.5
23×1 + 35.5×1
58.5
硫酸
H SO
H=1,S=32,O=16
1×2 + 32×1 + 16×4
98
氢氧化钙
Ca(OH)
Ca=40,O=16,H=1
40×1 + (16×1 + 1×1)×2
74
四、计算注意事项(“避坑指南”)
原子团的计算:原子团个数大于 1 时,需先计算一个原子团的相对质量,再乘以个数(如 Ca (OH) ,先算 OH 的相对质量 = 16+1=17,再乘以 2,即 17×2=34);
数字的位置:化学式前面的数字不参与相对分子质量计算(如 2H O,Mr 仍为 18,“2” 表示 2 个水分子,总质量为 2×18=36);
相对原子质量的取值:Cl 取 35.5,其他元素通常取整数(如 H=1,O=16),需严格按题目要求取值(题目未说明则按常规取值)。
幻灯片 5:计算二:化合物中各元素的质量比 ——“元素质量的‘比例关系’”
一、元素质量比的定义
定义:化合物中各元素的质量比,等于各元素的相对原子质量 × 原子个数的比值(通常化简为最简整数比);
本质:反映化合物中各元素的质量组成比例(如 H O 中 H:O=1:8,表示 1 份质量的 H 对应 8 份质量的 O)。
二、计算步骤(以 “CO ” 和 “NH NO ” 为例)
步骤 1:写出化学式,确定各元素的 Ar 和原子个数
示例 1:CO 中,Ar (C)=12(原子个数 1),Ar (O)=16(原子个数 2);
示例 2:NH NO 中,Ar (N)=14(原子个数 2),Ar (H)=1(原子个数 4),Ar (O)=16(原子个数 3)。
步骤 2:计算各元素的 “相对质量”(Ar× 原子个数)
示例 1:CO 中,C 的相对质量 = 12×1=12,O 的相对质量 = 16×2=32;
示例 2:NH NO 中,N 的相对质量 = 14×2=28,H 的相对质量 = 1×4=4,O 的相对质量 = 16×3=48。
步骤 3:求比值并化简为最简整数比
公式:元素质量比 = (Ar ×n ) : (Ar ×n ) : ...(n 为原子个数)
示例 1:CO 中 C:O = 12 : 32 = 3 : 8(两边同时除以 4,化简为最简比);
示例 2:NH NO 中 N:H:O = 28 : 4 : 48 = 7 : 1 : 12(两边同时除以 4,化简为最简比)。
三、常见物质元素质量比计算示例
物质名称
化学式
各元素相对质量(Ar× 原子个数)
元素质量比(化简后)
水
H O
H:1×2=2,O:16×1=16
H:O=1:8
葡萄糖
C H O
C:12×6=72,H:1×12=12,O:16×6=96
C:H:O=6:1:8
氯化钠
NaCl
Na:23×1=23,Cl:35.5×1=35.5
Na:Cl=46:71(乘以 2 消去小数)
硫酸铝
Al (SO )
Al:27×2=54,S:32×3=96,O:16×12=192
Al:S:O=9:16:32(除以 6 化简)
四、计算注意事项
顺序一致:元素质量比的顺序需与题目要求一致(如题目问 “CO 中 O:C 的质量比”,则为 8:3,而非 3:8);
化简彻底:比值需化简为最简整数比(如 28:4:48 不能保留,需化简为 7:1:12);
含原子团的计算:原子团中的元素需计入总原子个数(如 Al (SO ) 中 O 的原子个数 = 4×3=12)。
幻灯片 6:计算三:化合物中某元素的质量分数(ω)——“元素质量的‘占比’”
一、元素质量分数的定义
定义:化合物中某元素的质量分数,是指该元素的质量占化合物总质量的百分比(符号为 ω,读 “欧米伽”);
公式:
某元素的质量分数(ω)= (该元素的相对原子质量 × 原子个数) / 化合物的相对分子质量 × 100%
即:ω(某元素)= (Ar×n) / Mr × 100%(n 为原子个数,Mr 为相对分子质量);
意义:反映化合物中某元素的纯度(如 NH NO 中 N 的质量分数约为 35%,表示 100g NH NO 中含 35g N)。
二、计算步骤(以 “NH NO 中 N 的质量分数” 和 “CaCO 中 Ca 的质量分数” 为例)
步骤 1:计算化合物的 Mr 和该元素的 “相对质量”(Ar×n)
示例 1:NH NO 中,Mr=14×2 + 1×4 + 16×3=80,N 的相对质量 = 14×2=28;
示例 2:CaCO 中,Mr=40 + 12 + 16×3=100,Ca 的相对质量 = 40×1=40。
步骤 2:代入公式计算,结果用百分数表示
示例 1:ω(N) = (28 / 80) × 100% = 35%;
示例 2:ω(Ca) = (40 / 100) × 100% = 40%。
三、拓展计算:一定质量化合物中某元素的实际质量
公式:某元素的实际质量 = 化合物的质量 × 该元素的质量分数
即:m(元素)= m(化合物)× ω(元素);
示例:计算 100g CaCO 中 Ca 的质量:
m(Ca) = 100g × 40% = 40g;
计算 50g NH NO 中 N 的质量:
m(N) = 50g × 35% = 17.5g。
四、实际应用:比较化肥中有效成分含量
示例:农民需选择氮含量高的化肥,比较尿素(CO (NH ) )和碳酸氢铵(NH HCO )的氮含量:
计算尿素中 N 的质量分数:
Mr[CO(NH ) ] = 12 + 16 + (14 + 2)×2 = 60,
ω(N) = (14×2 / 60)×100% ≈ 46.7%;
计算碳酸氢铵中 N 的质量分数:
Mr(NH HCO ) = 14 + 5 + 12 + 48 = 79,
ω(N) = (14×1 / 79)×100% ≈ 17.7%;
结论:尿素的氮含量(46.7%)远高于碳酸氢铵(17.7%),尿素是更高效的氮肥。
五、计算注意事项
百分数表示:结果需乘以 100%,用百分数表示(如 0.35 需写成 35%);
有效数字:根据题目要求保留小数位数(如题目未说明,通常保留 1-2 位小数,如 17.7% 而非 17.696%);
混合物的计算:若化合物不纯(如含杂质的 NaCl),需先计算纯化合物中元素的质量分数,再乘以纯度(如 100g 含 80% 纯 NaCl 的样品中,m (Na)=100g×80%×(23/58.5)×100%≈32.5g)。
幻灯片 7:课堂活动 ——“化学式计算综合挑战”
活动 1:“三类计算” 接力赛(小组合作)
任务:每组抽取 1 种物质(如 H SO 、C H OH、CuSO 5H O),小组内分工完成 “相对分子质量→元素质量比→某元素质量分数” 三类计算,限时 5 分钟,完成后派代表展示计算过程与结果;
示例(以 C H OH 为例):
相对分子质量:Mr=12×2 + 1×6 + 16×1=46;
元素质量比:C:H:O=(12×2):(1×6):(16×1)=24:6:16=12:3:8;
碳元素质量分数:ω(C)=(24/46)×100%≈52.2%;
评分标准:计算过程规范(30 分)、结果正确(30 分)、化简彻底(20 分)、表述清晰(20 分),满分 1
2024科粤版化学九年级上册
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
4.1 化学式-第3课时
根据化学式的计算
第四单元 化学式与化学方程式
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
1.计算相对分子质量和组成物质各元素的质量比。
2.计算物质中某元素的质量分数。
3.能看懂某些商品标签或说明书上标示的物质成分及含量。
学习目标
【知识回顾】相对原子质量的算法你还记得吗?
相对原子质量=
原子的实际质量
碳12原子质量的1/12
氢原子的相对原子质量≈1
碳原子的相对原子质量≈12
氧原子的相对原子质量≈16
我们在使用时,相对原子质量可以在元素周期表中查询得到。
导入新课
【思考】如何计算相对分子质量呢?
原子
相对原子质量
分子
相对分子质量
相对分子质量是不是在相对原子质量的基础之上计算呢?
相对分子质量:化学式中各原子的相对原子质量总和。
相对原子质量:
H-1 O-16
例1:计算水(H2O)的相对分子质量。
解:水(H2O)的相对分子质量=1×2+16×1=18
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
1.计算相对分子质量
练习1:计算碳酸钙(CaCO3)的相对分子质量。
解:碳酸钙(CaCO3)的相对分子质量=40×1+12×1+16×3=100
练习2:计算硝酸铵(NH4NO3)的相对分子质量。
解:硝酸铵(NH4NO3)的相对分子质量=14×2+1×4+16×3=80
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
1.计算相对分子质量
1个水分子中氢原子和氧原子的质量比是是多少?
O
H
H
H2O
H原子的质量
O原子的质量
(1×2) : (16×1) = 1:8
1个H2O分子中:
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
2.计算化合物中各元素的质量比
2个、10个、n个水分子中氢原子和氧原子的质量比是是多少?
H原子的质量
O原子的质量
(1×2)×2 : (16×1)×2 = 1:8
2个H2O分子中:
(1×2)×10 :(16×1)×10 = 1:8
10个H2O分子中:
(1×2)×n : (16×1)×n = 1:8
n个H2O分子中:
水中各元素的质量比该怎么计算?
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
2.计算化合物中各元素的质量比
水
水分子的聚集
水分子
H2O
化学式
水中氢元素与氧元素的质量比
所有水分子中氢原子与氧原子的质量比
1个水分子中氢原子与氧原子的质量比
=
=
因此,水中H元素的质量:O元素的质量=1:8
各元素之间的质量比=各原子的相对原子质量总和之比
例2:求Fe2O3中铁元素和氧元素的质量比。
解:Fe2O3中铁元素和氧元素的质量比
m(Fe):m(O)=(56×2) :(16×3)=112:48=7:3
相对原子质量:
N-14 O-16
Si-28 Fe-56
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
2.计算化合物中各元素的质量比
练习3:氮化硅(Si3N4)是一种
新型陶瓷材料,其相对分子质量
为_____,其中硅元素与氮元素的质量比为_______。
140
3:2
各元素之间的质量比=各原子的相对原子质量总和之比
相对原子质量:
N-14 O-16
Si-28 Fe-56
【归纳总结】
1.如果题目中没有规定元素的比例顺序,解题时一般按照化学式中出现的元素顺序列比例式。
2.物质由几种元素组成就列几个比例项,化学式中同种元素的原子要合在一起计算。
3.计算结果一般要约成最简整数比。
这里的百分含量是什么?我们能否通过计算的方式来验证一下这里的部分营养成分是否准确呢?
某元素的质量分数=
该元素相对原子质量×原子个数
化合物的相对分子质量
× 100%
注意事项:
①质量分数——用百分数来表示
每100克该物质中含有某元素的质量
②意义:
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
3.计算化合物中某一元素的质量分数
例3:(1)计算二氧化硫(SO2)中硫元素的质量分数。
(2)计算64t二氧化硫中硫元素的质量。
解:(1)SO2的相对分子质量=32+16×2=64
SO2中硫元素的质量分数=
S的相对原子质量×1
SO2的相对分子质量
×100%
=
32
64
=50%
×100%
怎样计算二氧化硫中硫元素的质量呢?
某元素的质量分数=
该元素相对原子质量×原子个数
化合物的相对分子质量
× 100%
某元素的质量=物质的质量×某元素的质量分数
某元素的质量分数 =
某元素的质量
化合物的质量
×100%
化合物的质量=某元素的质量÷某元素的质量分数
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
4.元素质量与化合物质量的相互换算
例3:(2)计算64t二氧化硫中硫元素的质量。
某元素的质量=物质的质量×某元素的质量分数
解:(2)64t二氧化硫中硫元素的质量=64t×50%=32t
例4:多少克二氧化碳(CO2)中含碳元素12g?
解:设质量为x的二氧化碳中含碳元素12g。
x×
12
44
×100% = 12g
x=44g
原子个数比即化学式中各原子右下角的个数比
例5:硝酸铵(NH4NO3)中各原子的个数比。
解:N、H、O的个数比=2:4:3
合作探究
探究点 怎样根据化学式进行计算
5.计算物质中各元素的原子个数比
练3 我国女科学家屠呦呦因提炼出用以治疗疟疾的青蒿素(C15H22O5)而获得诺贝尔奖,请回答:
(1)青蒿素分子中C、H、O原子个数比为 _____________。
(2)青蒿素中C、H、O元素的质量比为____________ 。
(3)列式计算141g青蒿素中氧元素的质量为 ________。
15 ∶22 ∶5
(2)(12×15) ∶(1×22) ∶(16×5)= 90 ∶ 11 ∶ 40
90 ∶11 ∶40
(3)
40
90+11+40
141g× ×100% =40g
40g
知识点1 计算相对分子质量
1. 下列相对分子质量的计算正确的是( )
D
A.
B.
C.
D.
返回
2. 和两种元素的相对原子质量分别是56和16,在由和
组成化合物中的化合价分别是和,则化合物 的相对
分子质量为( )
C
A. 72 B. 100 C. 160 D. 200
【点拨】由题干可知,、的化合价分别为和 ,根据
化合物中各元素正、负化合价代数和为零可知,由、 组成
的化合物的化学式应为;已知和 的相对原子质量分
别为56和16,故 的相对分子质量为
。故选C。
返回
知识点2 计算化合物中各元素的质量比
3. [2024·山西]早在距今约六千年的半坡文化时
期,陶制品上便出现了最早的彩绘。彩绘颜料种
类多样,有红彩、黑彩和白彩(主要成分是硫酸
钙等),硫酸钙 中氧元素与钙元素的质量
比为( )
B
A. B. C. D.
【点拨】硫酸钙 中氧元素与钙元素质量比为
。故选B。
返回
4. 用饼状图表示 中氮元素与氧元素
的质量关系,正确的是( )
C
A. B. C. D.
返回
知识点3 计算化合物中某元素的质量分数
5. 长时间剧烈运动,人体内会产生乳酸(化学式为
),使肌肉产生酸痛感。乳酸中碳元素的质量分数为
( )
B
A. B. C. D.
【点拨】乳酸的化学式为 ,其相对分子质量为
;乳酸中碳元素的质量分数
为 。
返回
6. 化学为航空航天领域的发展提供强有力的
支撑。如图为 中各元素质量分数的
示意图,其中表示氯元素质量分数的是
( )
B
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【点拨】中、、、 元素的质量比为
,质量分数由大到
小的顺序是 ,则②表示氯元素的质量分数。
返回
7. 钙是人体必需的常量元素,人体缺钙时可
适当使用补钙剂。碳酸钙、乳酸钙 是补
钙剂中常用的含钙物质。
(1)乳酸钙的相对分子质量为_____。
218
【点拨】乳酸钙的化学式为 ,相对分子质量为
。
(2)乳酸钙中氢原子和氧原子的个数比为_____(填最简整
数比,下同),碳元素和钙元素的质量比为_____。
【点拨】乳酸钙中氢原子和氧原子的个数比为 ;
碳元素和钙元素的质量比为 。
(3)碳酸钙中钙元素的质量分数为_____;从元素质量分数
的角度推断,用________(填物质名称)做补钙剂中的含钙
物质更好。
碳酸钙
【点拨】碳酸钙中钙元素的质量分数为 ,
乳酸钙中钙元素的质量分数为 ,从钙元
素质量分数的角度推断,用碳酸钙做补钙剂中的含钙物质更好。
返回
纠易错 混淆化学式中原子个数比和元素质量比
8. 我国传统节日端午节,有吃粽子、赛龙舟、
挂艾草的习俗。艾草中含有的黄酮素 有很高的药
用价值。下列关于黄酮素的说法正确的是( )
C
A. 黄酮素属于氧化物
B. 黄酮素的相对分子质量为
C. 黄酮素分子由碳原子、氢原子和氧原子构成
D. 黄酮素中碳元素与氢元素的质量比为
相对分子质量
有关相对分子质量的计算
物质组成元素
的质量比
物质中某元素的质量分数
化学式中各原子的相对原子质量的总和
各原子的相对原子质量总和之比
该元素相对原子质量×原子个数
化合物的相对分子质量
×100%
课堂小结
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!