4.2 物质组成的表示 教案（3课时）

104394001022350000第四单元　我们周围的空气
第二节　物质组成的表示
设计说明
本节内容较多，多为识记掌握的知识点，多做题有利于学生掌握。采取一讲一练的方式，讲例题做练习，使学生掌握有关化学式、化合价及与化学式有关的计算。
教学目标
【知识与技能】
1.能正确书写化学式并说出化学式代表的意义；能用化学式表示某些常见物质的组成；明确化学式的书写规则，会书写常见物质的化学式。
2.了解化合价的概念及含义；熟记常见元素及原子团的化合价。
3.初步学会根据化合价书写化学式。
4.了解组成物质的各元素之间存在着固定的质量关系，了解化学式量的含义。
5.根据化学式会计算化学式量、化合物中各元素的质量比，会计算化合物中某元素的质量分数。
【过程与方法】
1.结合教材提供的图片，通过讨论与交流，逐步养成良好的学习习惯和学习方法。
2.通过观察图表，让学生学会对学过的知识进行整理归纳并初步运用。
【情感、态度和价值观】
1.通过化学式的学习，养成实事求是的科学态度。
2.通过自编化合价口诀，激发学生的学习兴趣和求知欲。
3.通过交流讨论，活动探究，发展学生善于合作、勤于思考、勇于实践的精神。
4.了解根据化学式计算在生产、生活等实际中有着广泛的应用，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨认真的学习态度。
重点难点
教学重点
1.化学式的意义及单质化学式的写法。
2.化学式中元素正、负化合价代数和为零的原则。
3.记住常见元素的化合价。
4.计算化合物中各元素的质量比，计算化合物中某元素的质量分数。
教学难点
1.理解化学式表示的意义。
2.化合价概念的建立。
3.根据物质中某元素的质量分数，解决生产、生活中的实际问题。
教学方法
化学式比起元素符号，考查的层面相同，但化学式更丰富，尤其是化学式中元素符号周围的数字，这成为本节教学的难点。为了突出重点、突破难点，在具体设计时着重关注以下几点：
1.充分利用图、多媒体课件，将抽象问题形象直观化。
2.创设活动，制作微粒模型，变抽象的元素符号、化学式为直观，更利于理解，以讨论交流等方式自主学习、合作探究，完成科学的三重表征。
3.师友互助学习。
教具、学具
多媒体教学、CAI课件
授课时数
3课时
第一课时　化学式及其意义
教学过程
导入新课
说出下列元素的名称：C、O、Cu，并写出这三种元素表示的意义。
碳元素、一个碳原子、碳这种物质
氧元素、一个氧原子
铜元素、一个铜原子、铜这种物质
这是我们之前学过的元素符号，今天我们学习另一种化学符号及其意义和书写。
讲授新课
一、化学式及其意义
自主学习第81～82页相关内容，回答以下问题。
1.什么是化学式？
2.由原子构成的物质化学式如何表示？
由离子构成的物质化学式如何表示？
由分子构成的物质化学式如何表示？
3.什么物质的化学式是分子式？
利用下图讲述不同粒子构成物质的化学式
讲解：任何纯净物都有固定的组成，不同的物质组成不同。如水分子中氢原子与氧原子的个数比为2∶1，氯化钠晶体中氯离子和钠离子的个数比为1∶1，所以水的化学式为H2O，而氯化钠的化学式为NaCl。
总结：一、化学式反映物质的组成
H2O Fe CuO NaCl CO2
化学式定义：用元素符号和数字的组合表示纯净物组成的式子。
（1）体现元素组成。
（2）微粒个数比。
（3）纯净物都有固定的组成。
练习：请用我们学过的物质名称或者化学式填写：
（1）水　（2）O2　（3）二氧化碳　（4）P2O5　（5）氧化镁　（6）Mg　
（7）硫　（8）SO2
提问：
（1）任何物质都有化学式吗？
（2）同种物质可以有不同的化学式吗？
（3）化学式可以任意的书写吗？
讲解：只有纯净物才能用化学式表示其组成，一种物质只能用一个化学式来表示。化学式的书写必须依据客观事实，不能主观臆造。
注意：每一种纯净物都只有一种固定的组成，因此每一种纯净物都只有一个对应的固定的化学式，而混合物没有固定的组成，所以混合物没有化学式。
提问：
依据物质的化学式你能得到有关物质的组成和构成的哪些信息？请同学们以“H2O”为例分析思考，然后分别找四位学生回答。
归纳并板书：
化学式表示的意义
练习：化学式CO2表示什么意义？
讲解：同学们我们刚才学习了由分子构成的物质化学式的意义，请大家思考由原子构成的物质化学式的意义该如何表达？例如“Cu”。
微观角度：表示一个铜原子
想一想:还有哪些物质像铜一样也由原子构成？
He C S Mg
讲解：我们在学习中经常会遇见化学式前、化学式中的一些数字，它们都有什么意义呢？以2H2O为例，请同学们思考前面的2和中间的2的意义，然后找学生回答。
归纳：前面的2表示2个水分子，中间的2表示每个水分子中有2个氢原子。
再举例Mg2+中右上角的2是什么意义，请同学们思考后归纳总结。
中，a表示a个这样的微粒。
b表示一个分子中某种原子的个数。
c表示一个离子带c个单位正（负）电荷。
练习：指出下列化学符号中2的意义。
2H2　H2　S2-　2Fe
过渡：那么该如何正确书写化学式呢？
单质是由同种元素组成的纯净物。请试着写出铝单质、氦单质、金刚石、氧气、氮气等物质的化学式，体会这些物质的化学式的写法有什么差异，把你的想法与同学们交流。
如何书写物质化学式？
1.一种纯净物只能由一个化学式来表示，不能主观臆造。
2.单质的化学式的写法：
（1）金属单质、稀有气体单质、固体非金属单质用元素符号表示。如金属单质：Na（钠）、Ag（银）、Hg（汞）等；稀有气体：He（氦气）、Ne（氖气）等；固体非金属单质：S（硫）、P（磷）、C（金刚石）等。
（2）气体单质，用元素符号和数字表示单质。如H2（氢气）、O2（氧气）、N2（氮气）、Cl2（氯气）、O3（臭氧）等。
联想与启示：
化合物是由两种或两种以上的元素组成的纯净物。请试着书写出水、二氧化碳、过氧化氢、氢氧化钙、碳酸氢铵等物质的化学式，体会化合物化学式的书写要领。
3.化合物（只研究两种元素组成的化合物）的化学式的写法：
（1）氧化物：如CuO、P2O5，“氧在后”。
（2）金属与非金属元素组成的化合物：如NaCl，“金左，非右”。
注意：①化学式中原子个数为1时，“1”不标出。
②化学式中右下方的数字一般为最简整数比。
③读法：一般从右向左读作“某化某”，如NaCl读作氯化钠。有时还要读出化学式中各种元素的原子个数，如Fe3O4读作四氧化三铁。
思考：物质的化学式是否随物质的状态而改变？
小结：一种物质只有一个化学式,与该物质的状态无关。例如：水和冰的化学式都为H2O。
当堂达标
1.海洛因（C21H23NO5）和吗啡（C17H19NO3）都是毒品。下列关于它们的叙述错误的是（　　）
A.海洛因和吗啡的组成元素相同，都是化合物
B.吗啡中各元素的个数比为17∶19∶1∶3
C.—个海洛因分子和—个吗啡分子中碳原子的个数比为21∶17
D.海洛因分子中质子数与电子数相等
答案：B
2.写出下列物质的化学式。
铜　磷　氦气　四氧化三铁　氯化钠
答案：Cu　P　He　Fe3O4　NaCl
3.读出下列物质的名称。
Au　S　Ne　HgO　KCl
答案：金　硫　氖气　氧化汞　氯化钾
4.用数字和符号表示：
2个钠离子 ，
3个铁原子 ，
5个二氧化碳分子 ，
五氧化二磷 ，
保持水的化学性质的最小粒子 。
答案：2Na+　3Fe　5CO2　P2O5　H2O
5.写出下列符号中数字“2”的意义：
2O　　　　　　　　　，2CO　　　　　　　　　，
CO2　　　　　　　　　，Mg2+　　　　　　　　　。
答案：两个氧原子　两个一氧化碳分子　一个二氧化碳分子中含有两个氧原子　一个镁离子带两个单位的正电荷
板书设计
第二节　物质组成的表示
第一课时　化学式及其意义
一、化学式及其意义
1.化学式的定义
2.化学式表示的意义
宏观上：表示一种物质
表示该物质的元素组成
微观上：表示该物质的一个分子
表示该物质分子的构成
3.单质的化学式读法和写法
第二课时　化合价
教学过程
导入新课
写出下列常见物质的化学式。
二氧化碳　一氧化碳　水　氧气　铜　氧化铜
CO2　　　　CO　 H2O　 O2　Cu　 CuO
讲授新课
二、化合价
引入：观察与思考
物质
氨气
水
二氧化碳
甲烷
微粒个数比
1∶3
2∶1
1∶2
1∶4
化学式
NH3
H2O
CO2
CH4
一种元素的原子能够跟其他元素的原子相互化合的比例，与这种元素的化合价有关。这一定数目就反映了元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质
——化合价。所以，化合价是元素的原子在化学变化中表现出来的一种性质，而这种性质又由其自身的电子层结构所决定。
化合价的数值由该元素的一个原子得失电子的数目或者共用电子对的数目决定，得电子元素显负价，失电子元素显正价。
1.化合价：用来表示原子之间相互化合的数目。
化合价是元素形成化合物时表现出来的性质，单质中元素的化合价为零。
2.原子团
有些化合物如NaOH、NH4Cl等，它们中的某些原子是作为一个整体参加化学反应的，在反应中的表现如同一个原子。化学上用“根”来命名这些原子的集合体，根得到或失去电子后形成较为复杂的阴离子或阳离子，如氢氧根离子（）、铵根离子（）。
3.化合价的表示方法
化合价标在元素符号的正上方（符号在前，数字在后）
正价：、、......
负价：、.....
原子团化合价：、、、、、、、、
教师点拨：化合价与离子的区别
化合价
离子
表示方法
标在元素符号的正上方，左符号右数目
标在元素符号的右上角，左数目右符号
符号
、、......
H+、K+、Ca2+......
联系
同种元素的化合价与离子的电荷，通常数值相等，正负相同，位置不同，写法相反
4.熟记常见元素或原子团的化合价
名称
符号
化合价
名称
符号
化合价
钠
Na
+1
氯
Cl
–1、+1、+7
钙
Ca
+2
硫
S
–2、+4、+6
钾
K
+1
碳
C
+2、+4
镁
Mg
+2
氮
N
–3、+2、+4、+5
铝
Al
+3
氢氧根
–1
锌
Zn
+2
碳酸根
–2
铁
Fe
+2、+3
硝酸根
–1
铜
Cu
+1、+2
硫酸根
–2
氢
H
+1
铵根
+1
氧
O
–2
氯酸根
–1
教师总结：
化合价的数字记忆比较枯燥，我们如何去记住这么多的化合价呢？ 我们可以采取编顺口溜的方法。
元素：
一价氢氯钾钠银；二价氧钙镁钡锌；
三铝四硅五氮磷；二三铁，二四碳；
二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。
莫忘单质价为零。
原子团：
负一硝酸氢氧根；负二硫酸碳酸根；
负三记住磷酸根；正一价的是铵根。
5.化合价原则
（1）化合价有正价、负价和零价。
（2）金属通常显正价，非金属通常显负价。
（3）在化合物中氧元素通常显-2价，氢元素显+1价。
（4）在化合物里元素正、负化合价的代数和为零。
（5）在单质分子里，元素的化合价为0。
教师点拨：
元素的变价：许多元素在不同条件下可显示出不同的化合价，如：CO2和CO。
同种元素在同一化合物中化合价不一定相同。如：NH4NO3。
6.根据化合价规律求化学式中元素化合价
（1）标出氯酸钾中氯元素的化合价。
（2）标出O2、P2O5、Fe2O3、KNO3、Ca(ClO)2中各元素化合价。
（3）NH4NO3中氮元素的化合价。
（4）标出下列物质中加点元素的化合价。
　　　N2　HNO3　Mg(NO3)2　NO　NH3
7.根据化合价求化学式的一般步骤
（1）写出元素符号，通常正价在左，负价在右。
（2）求两种元素化合价绝对值的最小公倍数。
（3）求各元素的原子数。
（4）把原子数写在各元素符号的右下角。
（5）按正负化合价为0的原则检查化学式。
根据上述方法和步骤书写下列物质的化学式。
（1）氧化钙　（2）硫化钠　（3）硫酸铝　（4）氢氧化钠
当堂达标
1.三氧化二铋（Bi2O3）俗称铋黄，是制作防火纸的材料之一。三氧化二铋中铋元素的化合价是（ ）
A. +6　　　　　B. +3　　　　　C. +2　　　　　D. -2
答案：B
2.下列硫的单质和化合物中，硫元素的化合价最高的是（　　）
A. S　　　　　 B. SO2　　　　 C. H2S　　　　 D. H2SO4
答案：D
3.下列物质中，氮元素化合价为+5价的是（　　）
A. NH3　　　　 B. NO2　　　　C. KNO3　　　 D. NaNO2
答案：C
4.数字在化学式不同部位可表示不同的意义：①表示微粒的数目；②表示元素的化合价；③表示离子的电荷数。请你判断下列化学式中的“2”分别表示上述哪种含义？（填序号）
Mg2+ ；2CO ； 。
答案：③　①　②
5.（2019·重庆）氯是一种重要的“成盐元素”，在海水、盐湖和盐矿中广泛存在。
（1）卤水点豆腐时常用到氯化镁，氯化镁的化学式是____________。
（2）构成氯化钙的基本微粒是离子，则钙离子的化学符号为_____________，氯原子的结构示意图为______________。
答案：（1）MgCl2　（2）Ca2+　
板书设计
第二节　物质组成的表示
第二课时　化合价
二、化合价
1.化合价
2.原子团
3.化合价的表示方法
4.熟记常见元素或原子团的化合价
5.化合价原则
（1）金属通常显正价，非金属通常显负价；
（2）化合物中H通常显+1价，O通常显-2价；
（3）单质的化合价为零；
（4）化合物中各元素的正负化合价代数和为零。
6.根据化合价规律求化学式中元素化合价
7.根据化合价写化学式（最小公倍数法）
第三课时 物质组成的定量表示
教学过程
导入新课
复习提问
1.四氧化三铁的化学式为Fe3O4,据此你能知道关于Fe3O4的哪些信息？铁元素的化合价是多少？
2.下列粒子各表示什么意义？
（1）2H　（2）H2O　（3）2CO2
3.什么是相对原子质量？
过渡：原子的质量很小，故我们采用相对原子质量表示原子的质量，那么由原子构成的分子，质量仍然很小，又如何表示呢？ 引出化学式量的概念。
讲授新课
1.化学式量
某物质化学式中各原子的相对原子质量的总和，就是该物质的化学式量。对于由分子构成的物质，其化学式量也叫相对分子质量。
以水为例，介绍相对分子质量的计算。
【模仿练习】计算下列物质的相对分子质量或化学式量，请四同学板书。①氧气　②NH3（氨气）　③二氧化碳　④氢氧化钙
①氧气的相对分子质量=16×2 = 32
②氨气的相对分子质量=14+1×3 = 17
③二氧化碳的相对分子质量=12+2×16 = 44
④氢氧化钙的化学式量=40+（16+1）×2 = 74
总结：计算相对分子质量的要点为各原子的相对原子质量之和即相对分子质量。
2.物质组成元素的质量比
设问：从化学式H2O中你可获得哪些信息？
H2O中氢元素与氧元素的质量比是多少？
1个水分子由1个氧原子和2个氢原子构成。
水分子中各原子的个数比：氢、氧原子的个数比为2∶1。
组成水的各元素的质量比：mH︰mO =（1×2）︰16=2︰16=1︰8
练习：利用化学式计算下列各物质组成元素的质量比。
① NH3（氨气）　②二氧化碳　③ NH4NO3（硝酸铵）
① mN︰mH =14︰（1×3）=14︰3
② mC ︰mO =12︰（16×2）=12︰32=3︰8
③ mN︰mH︰mO=（14×2）︰（1×4）︰（16×3）=7︰1︰12
3.计算物质中某元素的质量分数
该元素的质量分数=×100%
怎样计算水中氢元素的质量分数？
①先根据化学式计算出相对分子质量。
②再计算氢元素的质量分数。
H%=×100%≈11.1%
4.根据物质质量求元素质量、根据元素质量求物质质量。
例1　计算80 t的硝酸铵中有多少氮元素？
硝酸铵的相对分子质量：14×2 +1×4+ 16×3 = 80
80 t×（×100%）＝28 t
教师点拨：元素质量=物质质量×元素质量分数
例2　多少吨硝酸铵中含有56 t氮元素？
硝酸铵的相对分子质量：14×2 +1×4+ 16×3 = 80
设含有56 t氮元素的硝酸铵为x。
x×（×100%）=56 t
x=160 t
教师点拨：物质质量=
当堂达标
1.玉石制品一直深受人们的喜爱，对玉石主要成分（化学式为NaAlSi2O6）的描述正确的是（　　）
A.该物质是由四个元素组成的
B.该物质中钠元素与铝元素的质量比为23∶27
C.该物质的相对分子质量为94 g
D.该物质含有三个氧分子
答案：B
2.肼（N2H4）是航天事业的功臣，常用作火箭燃料。下列有关肼的说法正确的是（　　）
A.肼是一种混合物
B.一个N2H4分子由1个N2分子和2个H2分子组成
C.肼的化学式可简写为NH2
D.N2H4的相对分子质量为32
答案：D
3.每年的6～7月，新疆的许多地区都要举办“薰衣草”节。薰衣草精油的主要成分为芳樟醇、伽罗木醇等物质。其中芳樟醇的化学式为C10 H18O，请计算：
（1）芳樟醇分子中的原子个数比为________。
（2）芳樟醇的相对分子质量是154，计算该物质组成中氧元素的质量分数为________（精确到0.1%）。
答案：（1）10∶18∶1　（2）10.4%
4.炒菜时加入料酒和食醋，炒出的菜别具香味，其原因之一是料酒中的乙醇与食醋中的乙酸反应生成乙酸乙酯（C4H8O2），试计算：
（1）乙酸乙酯的相对分子质量为 。
（2）乙酸乙酯中碳、氢元素的质量比为 （答最简整数比）。
（3）17.6 g乙酸乙酯中所含氧元素的质量为 g。
答案：（1）88　（2）6∶1　（3）6.4
板书设计
第二节　物质组成的表示
第三课时　物质组成的定量表示
利用化学式可进行以下计算：
1.计算相对分子质量
相对分子质量=（相对原子质量×个数）之和
2.计算组成物质元素的质量比
元素的质量比=（相对原子质量×个数）之比
3.物质中某元素的质量分数
某元素的质量分数=相对原子质量×个数/化学式量