《化學(xué)式計(jì)算（第1課時(shí)）》教學(xué)設(shè)計(jì)

汪英

一、教學(xué)內(nèi)容分析

1.新授教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)類型

化學(xué)式計(jì)算是基于微粒知識(shí)和化學(xué)基本用語知識(shí)的化學(xué)計(jì)算教學(xué)內(nèi)容。

2.新授教學(xué)內(nèi)容與原有教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系

滬教版九年級(jí)初中化學(xué)教科書第三章《構(gòu)成物質(zhì)的奧秘》的教材內(nèi)容分為三節(jié)，化學(xué)式計(jì)算屬于第3節(jié)的最后一部分教學(xué)內(nèi)容。

在這節(jié)課前教材呈現(xiàn)了元素、化合物、分子、原子、元素符號(hào)、化學(xué)式、相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量等諸多抽象概念?；瘜W(xué)式計(jì)算則需要對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用、并規(guī)范書寫。

3.新授教學(xué)內(nèi)容在后繼教學(xué)中的運(yùn)用與發(fā)展

本課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容是進(jìn)行化學(xué)式變式及拓展計(jì)算（元素質(zhì)量或化合物質(zhì)量相當(dāng)計(jì)算、與微粒的聯(lián)系計(jì)算、含雜計(jì)算等）的重要基礎(chǔ)。

二、學(xué)生起點(diǎn)能力分析

化學(xué)式計(jì)算第1課時(shí)的教學(xué)前，學(xué)生必須具備以下起點(diǎn)能力：

（1） 知道元素符號(hào)的直觀涵義：表示一種元素及這種元素的1個(gè)原子。

（2） 知道元素符號(hào)隱含的量涵義：可根據(jù)元素周期表查得該元素的1個(gè)原子的相對(duì)原子質(zhì)量（Ar），從而建立元素符號(hào)與Ar之間的聯(lián)系。

（3） 知道Ar與原子的真實(shí)質(zhì)量（m）成正比，能反映出原子的真實(shí)質(zhì)量的大小關(guān)系。

（4）清楚化學(xué)式的直觀涵義：

①表示物質(zhì)的組成元素；

②表示物質(zhì)中所含元素的原子個(gè)數(shù)比。

（5） 會(huì)根據(jù)化學(xué)式和Ar計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）。

（6）從宏觀到微觀的想象能力，明確宏觀物質(zhì)是化學(xué)式中組成元素原子按比例的無限重復(fù)。

由于起點(diǎn)能力的相關(guān)知識(shí)技能分散在化學(xué)式計(jì)算教學(xué)前的第三章各內(nèi)容中，為了喚醒學(xué)生清晰、準(zhǔn)確的記憶，確保起點(diǎn)能力的具備，教學(xué)過程中必須首先通過回顧、練習(xí)進(jìn)行梳理歸納。

三、教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

1.教學(xué)目標(biāo)

【知識(shí)與技能】

（1）能根據(jù)化學(xué)式和Ar求得化合物中元素質(zhì)量比。

（2）能根據(jù)化學(xué)式和Ar求得化合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（ω）。

（3）能根據(jù)化合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行元素質(zhì)量和化合物質(zhì)量的換算。

【過程與方法】

（1）初步體會(huì)“構(gòu)建模型”的方法在化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要作用。

（2）理解根據(jù)化學(xué)式中的原子、分子的相對(duì)質(zhì)量比關(guān)系可計(jì)算宏觀的元素、化合物質(zhì)量比關(guān)系，初步形成對(duì)信息進(jìn)行分析歸納、抽象概括的能力和定量處理的能力。

（3）掌握化學(xué)式計(jì)算的基本思路和方法，并能用規(guī)范的化學(xué)語言正確書寫有關(guān)計(jì)算步驟。

【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

（1）從量的角度深化對(duì)化學(xué)式的理解，增進(jìn)對(duì)“純凈物有固定的組成”的認(rèn)識(shí)。

（2） 發(fā)展勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。

2.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：（1）求化合物中元素質(zhì)量比；（2）求化合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

難點(diǎn)：（1）對(duì)化學(xué)式中的Ar、Mr間的比等于對(duì)應(yīng)的元素、化合物的真實(shí)質(zhì)量比的理解；（2）相關(guān)計(jì)算格式的規(guī)范書寫。

四、教學(xué)過程

1.復(fù)習(xí)導(dǎo)入

（1）復(fù)習(xí)（確保學(xué)生起點(diǎn)能力水平）

①元素符號(hào)的涵義

元素符號(hào)一種元素（直接看出）這種元素的1個(gè)原子（直接看出）相對(duì)原子質(zhì)量（Ar）（隱含，查得）

如H氫元素1個(gè)氫原子Ar（H）=1

O氧元素1個(gè)氧原子Ar（O）=16

因?yàn)橄鄬?duì)原子質(zhì)量可以表示原子的質(zhì)量，所以1個(gè)氧原子的質(zhì)量是1個(gè)氫原子的質(zhì)量的16倍。

（2）化學(xué)式的涵義

化學(xué)式物質(zhì)的組成元素（直接看化學(xué)式中的元素符號(hào)）

物質(zhì)中所含元素的原子個(gè)數(shù)比（直接看化學(xué)式中元素符號(hào)的右下角碼）相對(duì)分子質(zhì)量Mr（隱含，算得查一查，乘一乘，加一加）

如：H2O水由氫、氧兩種元素組成1個(gè)水分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)原子構(gòu)成Mr（H2O）=（1×2）+16=18

（3）水分子模型

引導(dǎo)學(xué)生畫出水分子的模型，如圖1（a）所示。（出示用氣球扎的水分子模型）

圖1水分子模型

2.導(dǎo)入（結(jié)合學(xué)生的起點(diǎn)能力）

（1）既然元素符號(hào)除了有直觀涵義外，還有可表示Ar的隱含的量的涵義。那么用元素符號(hào)表示物質(zhì)組成的化學(xué)式，是不是也含有更深層次的量的涵義呢？

（2）根據(jù)Ar（H）=1，Ar（O）=16，在剛才所畫的水分子結(jié)構(gòu)模型內(nèi)填入數(shù)字，得到圖1（b）。據(jù)此容易算出1個(gè)水分子中2個(gè)氫原子與1個(gè)氧原子的質(zhì)量比為（1∶8），2個(gè)氫原子占1個(gè)水分子的質(zhì)量比為（2/18），1個(gè)氧原子占1個(gè)水分子的質(zhì)量比為（16/18）。從而引出這節(jié)課要挖掘的內(nèi)容——從量的角度理解化學(xué)式的涵義，進(jìn)行化學(xué)式的基本計(jì)算。

2.新知教學(xué)

（1）探究一：化合物中元素質(zhì)量比

例1求水中各元素質(zhì)量比

【結(jié)合水分子模型講解】

從前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)知道水是由無數(shù)個(gè)相同的水分子聚集而成，而每1個(gè)水分子由2氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成。

既然每1個(gè)水分子都是一樣的，那么我們想知道水（許多水分子的集合體）中氫元素（氫原子的總稱）、氧元素（氧原子的總稱）的質(zhì)量比關(guān)系，完全可以“以偏概全”去研究其中的任一水分子所含的所有氫、氧原子的質(zhì)量比。

所以，剛才算出的1個(gè)水分子中2個(gè)氫原子與1個(gè)氧原子的質(zhì)量比1∶8，就已經(jīng)是水中氫、氧元素的質(zhì)量比了。當(dāng)然，解題時(shí)需要規(guī)范書寫計(jì)算格式。

【示范解題】

解根據(jù)水的化學(xué)式H2O得，

m（H）∶m（O）=Ar（H）×2∶Ar（O）=1×2∶16=1∶8

【模仿練習(xí)】計(jì)算二氧化碳中各元素的質(zhì)量比。

【拓展練習(xí)】計(jì)算尿素[CO（NH2）2]中各元素的質(zhì)量比

【小結(jié)】從量的角度挖掘出了化學(xué)式的隱含涵義：根據(jù)化學(xué)式和相對(duì)原子質(zhì)量可求得化合物中各元素質(zhì)量比。具體方法為：化學(xué)式中各元素原子的相對(duì)原子質(zhì)量（Ar）乘以該原子個(gè)數(shù)（元素符號(hào)的右下角碼n）之比，即Ar×n之比，可概括為：查一查，乘一乘，比一比。

同時(shí)，通過計(jì)算我們進(jìn)一步理解了純凈物確實(shí)有固定的組成，而化學(xué)式則從量的角度反映了這種組成。

（2）探究二：化合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

例2求水中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【結(jié)合水分子模型講解】

同理，任何一個(gè)水分子中所含的所有氫（氧）原子與這一個(gè)水分子的質(zhì)量比可代替氫（氧）元素與水的質(zhì)量比。

剛才算出的1個(gè)水分子中2個(gè)氫原子占1個(gè)水分子的質(zhì)量比為2/18，就已隱含著水中氫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法了。

【示范解題】

解w（H）=Ar（H）×2Mr（H2O）×100%=1×218/100%=11.1%

【模仿練習(xí)】計(jì)算二氧化碳中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

【拓展練習(xí)】計(jì)算CO（NH2）2中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

【小結(jié)】從量的角度再一次挖掘出化學(xué)式的隱含涵義：根據(jù)化學(xué)式和相對(duì)原子質(zhì)量可求得化合物中元素R的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。從中又體會(huì)到純凈物有固定的組成。

R元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=R的相對(duì)原子質(zhì)量×化學(xué)式中R的原子個(gè)數(shù)R所處的化合物的相對(duì)分子質(zhì)量×100%

即w（R）=Ar（R）×nMr（R所處的化合物）×100%

（注意：w的值應(yīng)為百分?jǐn)?shù)或小數(shù)，不可為任意分?jǐn)?shù)）

（3）探究三：元素質(zhì)量和化合物質(zhì)量的換算

例318 g水中含有多少克氫元素？

同學(xué)們根據(jù)水分子的模型和圖內(nèi)填的Ar的數(shù)據(jù)，很快就能推測(cè)出18 g水中含有2 g氫元素。

【分析講解】

同學(xué)們從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中已掌握根據(jù)部分占整體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行整體和部分的轉(zhuǎn)換方法。這道題中已知水的質(zhì)量（整體），求氫元素的質(zhì)量（部分），必須知道水中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而這個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)正是化學(xué)式已隱含提供的信息。

【示范解題】解18g×Ar（H）×2Mr（H2O）×100%=18g×218=2g

【模仿練習(xí)】多少克水中含有1g氫元素？

【拓展練習(xí)】①60 g尿素中含有多少克氮元素？

②多少克尿素中含有14 g氮元素？

【小結(jié)】元素質(zhì)量（部分）和化合物質(zhì)量（整體）的換算方法是：利用化合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（w）進(jìn)行，這種解法的關(guān)鍵是必須會(huì)從化學(xué)式中挖掘出相關(guān)的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

其換算關(guān)系如下：

m（化合物） ×w（元素） ÷w（元素） m（元素）

3.課堂總結(jié)

（1）化學(xué)式的涵義可概括為2看3算：

化學(xué)式

物質(zhì)的組成元素 （看）

物質(zhì)中所含元素的原子個(gè)數(shù)比（看）

相對(duì)分子質(zhì)量Mr （算）

化合物中各元素的質(zhì)量比 （算）

化合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（算）

（2）還可以利用化合物中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（w）進(jìn)行元素質(zhì)量和化合物質(zhì)量的換算。

4.鞏固練習(xí)

長(zhǎng)期攝入過多的食鹽（NaCl）對(duì)人體健康不利，它會(huì)導(dǎo)致高血壓、骨質(zhì)疏松等。低鈉鹽適合患有高血壓、腎病、心臟病的患者服用，蘋果酸鈉鹽（C4H5O5Na）是低鈉鹽的一種。請(qǐng)回答：

（1）蘋果酸鈉鹽含有 種元素；

（2）蘋果酸鈉鹽中各元素的原子個(gè)數(shù)比是 ；

（3）蘋果酸鈉鹽的相對(duì)分子質(zhì)量是 ；

（4）蘋果酸鈉鹽中各元素的質(zhì)量比是 ；

（5）蘋果酸鈉鹽中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

（6）若某病人每天食用15.6 g蘋果酸鈉鹽，則該病人從蘋果酸鈉鹽中攝入了多少克鈉元素？

（7）每天食用的15.6 g蘋果酸鈉鹽，相當(dāng)于食用了多少質(zhì)量的食鹽？

五、教學(xué)效果與反思

教學(xué)過程中，教師注意新授知識(shí)與原有知識(shí)的聯(lián)系，從元素符號(hào)量的涵義入手，結(jié)合水分子的模型，幫助學(xué)生進(jìn)行想象和理解，降低了知識(shí)跨度，引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)化學(xué)式中量的涵義，并進(jìn)一步體會(huì)到“純凈物有固定的組成”；通過示范教學(xué)和模仿練習(xí)，使學(xué)生清晰掌握初中化學(xué)式基本計(jì)算的解題思路、方法及其書寫格式，繼而從原理上理解了可以根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行定量計(jì)算的重要依據(jù)：真實(shí)質(zhì)量比等于相對(duì)質(zhì)量總和之比。

這種教學(xué)方法和學(xué)生由此獲得的定量處理問題的能力可以涵蓋后繼化學(xué)方程式涵義和計(jì)算的學(xué)習(xí)。從而初中化學(xué)的3種基本化學(xué)用語可以從量的角度形成層層遞進(jìn)的一條知識(shí)線：元素符號(hào)（表示該元素原子的相對(duì)原子質(zhì)量） 化學(xué)式（表示化合物中各元素質(zhì)量比及某一元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 化學(xué)方程式（表示反應(yīng)中各物質(zhì)質(zhì)量比）。

（收稿日期：2014-10-27）