4.2 物质组成的表示 教案+课后作业

第四单元 我们周围的空气
第二节 物质组成的表示
教学目标
一、知识与技能
1.理解化学式的含义，能用化学式表示常见物质的组成；
2.知道常见元素的化合价，熟记常见原子团及其化合价，能利用化合价推求化学式；
3.了解相对分子质量，并利用其进行简单计算。
二、过程与方法
1.通过对图表的观察和整理，归纳所学知识并初步运用，培养学生归纳总结、寻找规律的学习能力；
2.通过编顺口溜的形式，培养学生科学记忆的方法；
3.通过化合价规律的学习，培养学生的逻辑思维能力。
教学重点
1.化学式的含义和书写；
2.根据化合价规律，利用化合价推求化学式；
3.相对分子质量的有关计算。
教学难点
1.化合价含义的理解；
2.根据化合价规律，利用化合价推求化学式。
新课引入
[师]化学是研究物质的组成、结构、性质和变化的科学，物质都是由元素组成的，那么，化学上是用什么符号表示物质的组成？为什么用这些符号表示？这些符号是怎样表示物质的组成？
[生]认真听讲，做笔记
教学过程
(一） 化学式的意义
[学生自主学习]阅读课本81--82页“一、化学式及意义”
[教师讲解]课本81页“物质的组成与化学式的关系”的图片。
[师]引导学生学习认识“金属铜”、“氯化钠”、“水”的“物质的组成与化学式的关系”。
[教师讲解]一种纯净物只有一个化学式。（例如水、冰、水蒸气都是水，均用“H2O”）;一个化学式不一定只表示一种纯净物。（例如红磷、白磷均用”P”表示）.
[思考讨论]2、化学式可以表示哪些意义？
练习：①例：分析化学式“H2O” 表示的意义？
[小组讨论]
[学生展示]学生说“H2O”可以表示的意义
[思考讨论]3、上述化学式表示哪些意义？
[学生展示]
宏观：1.表示二氧化碳；2.表示二氧化碳由碳元素和氧元素组成
微观：1.表示一个二氧化碳分子；2.表示1个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。
[思考讨论]4：怎样表示2个水分子？
[学生书写]“2H2O”
[思考讨论]5.上述符号中的“2”表示哪些意义？
[学生展示]前边的“2”表示2个水分子
右下角的“2”表示1个水分子中有两个氢原子。
[学生归纳总结]：数字在化学用语中表示的意义
①.分子式前面的数字表示分子个数。
②.分子式中，元素符号右下角的数字表示一个分子中所含的原子个数。
（二） 化合价
[讲解]化合价是元素形成化合物时表现出来的性质。先以钠离子和氯离子为例，说明离子所带电荷数与其化合价的关系——正负号相同，数值相等，再以镁离子和氧离子为例进一步说明。
[生]认真听讲，做笔记
[问题]阅读课本，圈出表中你常见的元素符号和相对应的化合价，有没有发现什么规律？
[生]阅读课本，思考问题
[讲解]原子团，通常以整体的形式参加化学反应。
[问题]在表中有没有发现有原子团？
[生]：钾、钠、氢元素的化合价为+1，氧元素为-2，......
[生]：有些元素对应的就只有一个化合价，有些元素很很多个化合价......
[生]：氢氧根，碳酸根，硝酸根，硫酸根，铵根......
[生]：（板书）五个原子团。
[归纳]给出化合价口诀
一价钾钠银氯氢，二价氧钙钡镁锌；
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。
[讲解]化合价的标法：在元素的正上方标明，正负号在前，数值在后，“1”不能省略，对比离子符号的书写，在元素符号的右上角标明，数值在前，正负号在后，“1”省略不写。
[问题]以上两者在表示方法上有什么相同和不同的地方？
[生]：正负号相同，数字相同；位置不同：化合价在元素的正上方，离子符号在元素的右上角；正负号和数字的前后顺序不一样；化合价中，“1”不能省略，离子符号中，“1”省略不写。
[讲解]根据化合物中各元素的化合价的代数和为“0”，利用化合价推求化学式采用“交叉法”。最后以例子+练习的形式巩固知识。
[归纳]根据化合价书写化学式的一般规律：
（1）先读后写，后读先写。如：氯化钠NaCl，氧化镁MgO，二氧化碳CO2
（2）金属前，非金属后；氧化物中氧在后，原子个数不能漏。如氧化铁Fe2O3
[生]认真听讲，完成练习，做笔记。
（三）计算物质组成的定量变化
[师]设置如下问题让学生解决：计算两个氢原子于一个样原子的质量之比；计算水分子中氢原子与氧原子的质量之比；计算水中氢元素与氧元素的质量之比。
[讲解]1.计算组成物质的各元素的质量比
计算H2O中H、O元素的质量比。
（解释）在物质中各元素的质量比就是元素的原子量之比。
解：H﹕O=2×1﹕16×1=2﹕16=1﹕8。（化为最简整数比）
例2、计算CO2中C、O元素的质量比。解：C﹕O=12×1﹕116×2=12﹕32=3：8
2.计算物质中某一元素的质量分数。
例：计算水中H元素的质量分数
解：水分子中有两个氢原子，水的式量为18，则氢元素的质量分数为：
[生]在理解的基础上，反复练习，进行反思，自己纠错，再次练习
课堂小结
本节课通过“测定空气中氧气含量”和“通风不畅环境中的空气与新鲜空气的区别”两个探究实验，你觉得要研究一个未知问题大致要经过那些步骤？学生回顾实验，整理思路，进行表述，其他学生相互补充，基本形成一个教完整的步骤：提出问题——做出假设——设计方案——进行实验——收集证据——解释与论证——讨论与交流——得出结论。学生学习科学的最好方法就是亲身经历科学活动，在次基础上，再对活动过程进行归纳，就可以使学生初步掌握科学探究的方法。
板书设计
第二节 物质组成的表示
一、化学式及其意义
化学式　分子式
二、化合价
三、物质组成的定量表示
1.计算组成的物质的各种元素的质量比
2.计算物质中某元素的质量分数
教学反思
本节课教材提供了一组图片，从微观角度入手，启发学生从多个角度来分析这种符号可以传递的信息，引导学生从不同思维角度思考化学式的意义。化合价的含义教材只做简单讲解，注重让学生观察化合价与化学式，注重让学生找化合价与化学式的规律，将规律进行总结。根据化学式进行物质组成的定量计算，其前提是必须让学生明确化学式的意义。在次基础上，教材以水为例，设计计算物质组成元素的质量比和计算物质中某元素的质量分数。
学生对物质的元素宏观组成和原子的微观构成有了一定的认识，在此基础上学生能自己总结出化学式的意义，教师可放手让学生去思考、归纳。正确书写化学式是学好化学的基础，而学生刚接触化学时间不长，因此教师要有针对性的指导学生由模仿开始，反复练习，熟能生巧。
学生第一次接触物质组成的计算，因此在教学中教师应让学生充分思考、讨论，在讨论的基础上达到一定的共识；在学生能理解的进行计算时，教师再根据学生的实际情况设计适量的有梯度的训练题，让学生完成由模仿到熟练掌握的过程。
例题展示
类型一 化学式的意义
例1 为了确保大灾后无大疫，四川汶川大地震后，医务人员在灾区使用了大量的消毒液，其中有一种消毒液叫次氯酸鈉(次氯酸鈉的化学式为NaClO)。关于次氯酸鈉的说法错误的是 ( D )
A. NaClO由三种元素组成
B. NaClO中氯元素的化合价为+1价
C. NaClO是一种盐
D. NaClO中含有NaCl，故可代替食盐来使用
解析： A、氮气在该条件下不会液化，故选项错误; B、氧气在该条件下不会液化，故选项错误; C、二氧化碳在该条件下不会液化，故选项错误; D、林从冰箱里拿出冰冻的饮料，用干布擦净瓶外壁的水，放置于桌面片刻，发现瓶外壁又挂满水珠，这说明空气中有水蒸气，故选项正确;故选D。
类型二 化合价
例2 二氧化氯（ClO2）是一种安全、高效的杀菌剂。二氧化氯中氯元素的化合价是（ C ）
A．—4 B．—1 C．+4 D．+6
解析：设化合物ClO2中Cl元素化合价为n价，依化合物中各元素化合价代数和为零的原则，有n+（-2）×2=0，解之得n=+4；
类型三 计算物质组成的定量表示
例3 近年来，我市积极探索建设社会主义新农村的服务体系，许多农户获得“测土配方施肥”服务，有效解决了施肥比例不合理问题，提高了产量，减少了环境污染。小明家种了一片麦子，经农科人员测定该片土壤需补充钾元素39kg，氮元素42kg。请你帮小明算算，至少需购买硝酸钾、硝酸铵各多少千克?
解析：需KNO3的质量==101kg
101kg KNO3中，氮元素的质量=101kg××100%=14kg
42kg-14kg=28kg
需NH4NO3的质量==80kg
答：需买KNO3为101kg，NH4NO3为80kg．
课后作业
一、当堂反馈
1、某元素氧化物的化学式为M2O3(M化合价没有变化)，则下列化学式中错误的是（ B ）
A．MCl3
B．MSO4
C．M2(SO4)3
D．M(OH)3
解析：A、M的化合价为+3，氯元素的化合价为-1，可知化学式 MCl3正确；故A选项不符合题意；B、M的化合价为+3，硫酸根的化合价为-2，可知化学式MSO4错误；故B选项符合题意；C、M的化合价为+3，硫酸根的化合价为-2，可知化学式M2（SO4）3正确；故C选项不符合题意；D、M的化合价为+3，氢氧根的化合价为-1，可知化学式M（OH）3正确；故D选项不符合题意．故选B．
2. “5．12”汶川特大地震导致灾区部分水源严重污染，为保障当地群众饮水安全，需要消毒杀菌。有关卫生防疫部门使用的消毒剂主要有：优氯净(C3O3N3Cl2Na)、二氧化氯(C1O2)、“84”消毒液(有效成分为NaClO)。下列有关说法错误的是 ( B )
A．消毒杀菌的过程是化学变化
B．C3O3N3Cl2Na的相对分子质量为232.5
C．C3O3N3Cl2Na中C、N、O元素的质量比为6 ∶7∶8
D．ClO2中氯元素的质量分数比NaClO和C3O3N3Cl2Na的都大
解析：A、消毒杀菌的过程中有新物质生成，属于化学变化，正确；B、C3O3N3Cl2Na的相对分子质量为220，错误；C、C3O3N3Cl2Na中C、N、O元素的质量比为（12×3）：（14×3）：（16×3）=36：42：48=6：7：8，正确；D、ClO2、NaClO、C3O3N3Cl2Na等物质中氯元素的质量分数分别是：35.5/67.5×100%=52.6%，
35.5/74.5×100=47.7%，71/220×100=32.3%，正确．故选：B
3.酒后驾车是一种非常严重的交通违章行为，交警常用“司机饮酒检测仪”检查司机呼出的气体，以判断他是否饮过酒。司机呼出的乙醇分子能在硫酸存在的条件下，使红色的三氧化铬变为绿色的硫酸铬(Cr2(SO4)3)，硫酸铬中铬元素的化合价为 ( A )
+3
+5
+6
+7
解析：根据在化合物中正负化合价代数和为零，设Cr元素的化合价为x，SO4显-2，可知Cr2（SO4）3中Cr元素的化合价为：2x+（-2）×3=0，则x=+3．
二、课后练习
1. 2007年10月24日，“嫦娥一号”带着国人的祝福，执行中国首次“探月”之旅。“嫦娥”在升天前10小时开始加注火箭燃料（N2O4）。下列叙述中，正确的是（ C ）
A．四氧化二氮是由6个元素构成的
B．四氧化二氮的相对分子质量是92g
C．四氧化二氮中氮、氧元素的质量比7∶8
D．四氧化二氮分子中氮、氧原子的个数比为1∶2
解析：A、元素只论种类不论个数，四氧化二氮是由2种元素组成的，故A错误；
B、相对分子质量单位为1，而非克，则四氧化二氮的相对分子质量是92，故B错误；C、四氧化二氮中氮、氧元素的质量比为（14×2）：（16×4）=7：16，故C正确；D、四氧化二氮分子中氧元素的化合价是-2价，氮元素的化合价为-[（-2）×4]÷2=+4，故D错误．故选C．
2.某元素R的氧化物分子中，R与O的原子个数比为2︰3，则R的化合价是（ B ）
A．+2价 B．+3价 C．-2价 D．-3价
解析：由氧化物中的元素的原子个数比，可确定其化学式为R2O3．根据在化合物中正、负化合价代数和为零的原则及含氧元素的化合价为-2价，可推算出R的化合价应是+3价．故选B．
3.依据氯元素的化合价的不同，有关物质按照一定的规律可排列为：①NaCl②Cl2③HClO④R⑤Cl2O7，则R可以是下列物质中的（ A ）
A．KClO3 Ｂ．Ca(ClO)2 Ｃ．HClO4 D．KCl
解析：已知Na为+1价、H为+1价、O为-2价，设①NaCl③HClO⑤Cl2O7中Cl元素化合价分别为x1、x3、x5，根据①NaCl可计算Cl元素化合价x1,（+1）+x1=0 x1=-1根据③HClO可计算Cl元素化合价x3,（+1）+x3+（-2）=0 x3=+1根据⑤Cl2O7可计算Cl元素化合价x5 ,x5×2+（-2）×7=0 x5=+7,单质中化合价为0，②Cl2中Cl元素化合价为0；因此，可得出：物质是按Cl元素化合价由低到高进行排列；则④R中Cl元素化合价应在+1和+7之间；A、KClO3中Cl元素化合价a,（+1）+a+（-2）×3=0 a=+5，Cl元素化合价应在+1和+7之间，故A正确；B、Ca（ClO）2中Cl元素化合价b,（+2）+b×2+（-2）×2=0 b=+1，Cl元素化合价应不在+1和+7之间，故B不正确；C、HClO4中Cl元素化合价c ,（+1）+c+（-2）×4=0 c=+7，Cl元素化合价应不在+1和+7之间，故C不正确；D、KCl中Cl元素化合价d,（+1）+d=0 d=-1，Cl元素化合价应不在+1和+7之间，故D不正确；故选A．
5.下列物质中氮元素的化合价由低到高的顺序排列一组是（ B ）
A．N2O3、NH3、NO、N2
B．NH3 N2 NO N2O3
C．NH3、NO、N2、N2O3
D．NO N2 N2O3 NH3
解析：根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得N2O3中氮元素的化合价为：2a+（-2）×3=0，a=+3；NH3中氮元素的化合价为：b+（+1）×3=0，b=-3；
NO中氮元素的化合价为：c+（-2）=0，c=+2；N2中氮元素的化合价为：0；
由此可知化合价由低到高的顺序排列为：NH3、N2、NO、N2O3、故选B