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第四单元 自然界的水
课题3 物质组成的表示
第3课时 物质组成的定量认识
化学观念：通过根据化学式的简单计算，巩固元素观、微粒观，从定量角度认识物质组成。
科学思维：利用分子模型从“宏观——微观——符号”视角直观、显化化学式的定量含义，通过类比模仿、规范格式，熟练运用根据化学式（含义）进行物质组成的简单计算，建构定性与定量相结合的研究物质组成的思路。
素养目标
科学探究与实践：根据相关标签或说明书辨识某些食品、药品的主要成分，并比较、分析相应物质的含量，能够学以致用。
科学态度与责任： 结合真实情境，初步体会物质组成的计算在生产、生活中的应用价值，保持持久的学习动机。
情境导入
【主要原料】碳酸钙、维生素D
【保健功能】补充钙、维生素D
【有效成分】每片中含：
钙（以Ca计）500mg
维生素D 100IU
【规格】2.5g/片
青少年缺钙易患骨质疏松症，缺钙病人每天除了从食物中获得钙质外，还需要从药物中补充钙质0.4 g～0.5 g。阅读某钙片说明书部分内容：
（1）缺钙病人每天应服用该钙片几片？
（2）每片该钙片中碳酸钙的含量（质量分数）是多少？
新知探究
任务一 根据化学式计算相对分子质量
宏观的水
许许多多的水分子
1个水分子
O
H
H
构成
构成
1个氧原子和2个氢原子
构成
新知探究
任务一 根据化学式计算相对分子质量
H2O的构成
真实质量
相对分子质量
1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
1个水分子的质量＝2个氢原子的质量＋1个氧原子的质量
1个水分子的相对分子质量＝2个氢原子的相对原子质量＋1个氧原子的相对原子质量
1×2+16 = 18
新知探究
任务一 根据化学式计算相对分子质量
1.计算相对分子质量
相对分子质量：化学式中各原子的相对原子质量的总和。
（符号为Mr）
类比模仿
例1 求碳酸钙的相对分子质量。
CaCO3的相对分子质量：40+12+16×3=100。
相对分子质量与相对原子质量一样，单位为1
新知探究
任务一 根据化学式计算相对分子质量
巩固练习
计算O2、CO2、Ca(OH)2的相对分子质量。
Ca(OH)2的相对分子质量=40+(16+1)×2=158
O2的相对分子质量=16×2=32
CO2的相对分子质量=12+16×2=44
想一想：计算相对分子质量时，元素符号右下角的数字如何处理
元素符号右下角的数字表示原子或原子团的个数，计算时应乘以相应的数值
新知探究
任务二 根据化学式计算不同元素的质量比
·1799年法国药剂师普鲁斯特分析了从世界各地搜集来的矿石里的化合物和他在实验室里制备出来的相应的化合物，证明组成它们的各种元素质量比是一定的。
非洲的水
亚洲的水欧洲的水海水
湖水
河水
去除杂质
纯水
氢元素和氧元素的质量比为定值
定量认识
新知探究
任务二 根据化学式计算不同元素的质量比
1个水分子中的氢、氧原子个数比=n个水分子中的氢、氧原子个数比=一滴水中氢、氧原子的个数比=一杯水中氢、氧原子的个数比=2:1
新知探究
任务二 根据化学式计算不同元素的质量比
原子个数比
组成元素质量比
氢原子个数 ：氧原子个数=2 : 1
m(H) : m(O) =
2.计算物质组成元素的质量比
物质组成元素的质量比：在化合物中，各元素质量之比就是各元素的原子个数与它的相对原子质量乘积之间的比值。
(2×1) : 16=
1 : 8
2 : 16=
化简为最简整数比
新知探究
任务二 根据化学式计算不同元素的质量比
例2：计算二氧化碳中碳元素和氧元素的质量比。
（C-12 O-16）
m(C) : m(O) =
12 : (16×2)=
3 : 8
12 : 32=
类比模仿
求碳酸钙中各种元素的质量比。
CaCO3中钙元素、碳元素和氧元素的质量比
m(Ca) : m(C) : m(O) = 40 : 12 : 16×3 =10 : 3 : 12
新知探究
巩固练习
计算Fe2O3、H2O2、NH4NO3 中各元素的质量比。
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
H2O2中氢、氧元素的质量比
m(H):m(O)=(1×2) :(16×2)=2:32=1:16
NH4NO3 中氮、氢、氧元素的质量比
m(N): m(H):m(O)=(14×2) :(1×4) :(16×3)==7:1:12
任务二 根据化学式计算不同元素的质量比
新知探究
任务二 根据化学式计算不同元素的质量比
①看清各元素质量比的顺序；
②结果约简成最简整数比；
③区分元素质量比与原子个数比；
④某些化学式中，同种元素并不写在一起的，这时要注意原子个数。
注
意
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
3.计算物质中某元素的质量分数
物质中某元素的质量分数：该元素的质量与组成物质的元素总质量之比。
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%
水中氢元素的质量分数
1×2
18
×100%
＝
≈ 11%
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：
注
意
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
思考交流
1.结合任务一、二的计算，还有哪些方法可以求水中氢元素的质量分数？
水中只含有氢、氧元素，根据组成水的氢、氧元素质量比为1: 8，可以借用元素质量比的份数求；
1
1+8
×100%
＝
≈ 11.1%
水中氢元素的质量分数
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
思考交流
2.如何求水中氧元素的质量分数？
方法① 直接根据元素的质量分数计算式来求；
方法②根据水中氢、氧元素质量比份数求；
水中氧元素的质量分数
16
18
×100%
＝
≈ 89.9%
方法③根据水中只含有氢、氧元素，水中氢元素质量分数为11.1%，氧的质量分数为：1-11.1%=89.9%。
水中氢元素的质量分数
8
1+8
×100%
＝
≈ 89.9%
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
求碳酸钙中钙元素的质量分数。
类比模仿
CaCO3的相对分子质量：40+12+16×3=100。
　　CaCO3中钙元素的质量分数
=
40
100
=40%
×100%
Ca的相对原子质量×1
CaCO3的相对分子质量
×100%
＝
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
例4：计算化肥硫酸铵[(NH4)2SO4]中氮元素的质量分数。
（计算结果保留一位小数）
解：(NH4)2SO4中氮元素的质量分数
=
14×2
132
×100%
=21.2%
N元素的相对原子质量×N原子个数
(NH4)2SO4的相对分子质量
×100%
=
答：(NH4)2SO4中氮元素的质量分数为21.2%。
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
知识拓展
计算物质中某元素的质量
某元素的质量=物质的质量×某元素的质量分数
例5： （1）计算二氧化硫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%
（2）64t二氧化硫中硫元素的质量＝64t×50%=32t
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
【主要原料】碳酸钙、维生素D
【保健功能】补充钙、维生素D
【有效成分】每片中含：
钙（以Ca计）500mg
维生素D 100IU
【规格】2.5g/片
青少年缺钙易患骨质疏松症，缺钙病人每天除了从食物中获得钙质外，还需要从药物中补充钙质0.4 g～0.5 g。
（1）每天服用该钙片几片？
（2）每片钙片中碳酸钙的含量（质量分数）是多少？
（1）说明书中信息：每片含钙元素500mg即0.5g,在从药物中补充钙质0.4 g～0.5 g定量范围内，因此每天服用该钙片1片；
新知探究
任务三 根据化学式计算元素的质量分数
【主要原料】碳酸钙、维生素D
【保健功能】补充钙、维生素D
【有效成分】每片中含：
钙（以Ca计）500mg
维生素D 100IU
【规格】2.5g/片
青少年缺钙易患骨质疏松症，缺钙病人每天除了从食物中获得钙质外，还需要从药物中补充钙质0.4 g～0.5 g。
（1）每天服用该钙片几片？
（2）每片钙片中碳酸钙的含量（质量分数）是多少？
（2）每片钙片中含有钙元素500mg，故每片钙片中碳酸钙的质量为0.5g÷ ×100%=1.25g；
每片钙片中碳酸钙的含量（质量分数）是 ×100%=50%
40
40+12+16×3
1.25g
2.5g
课堂小结
物质组成的定量认识
化学式中各原子的相对原子质量的总和
某元素的质量=物质的质量×某元素的质量分数
相对分子质量
物质中某元素的质量
物质组成元素的质量比
该元素的质量与组成物质的元素总质量之比
物质中某元素的质量分数
各元素的原子个数与它的相对原子质量乘积之间的比值
当堂反馈
1.计算氧化铁、硫酸铜的相对分子质量、各种元素质量比以及铁、铜元素质量分数。
Fe2O3的相对分子质量=56×2+16×3=160
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
Fe2O3中铁元素的质量分数
w(Fe)
=
56×2
160
×100%=70%
氧化铁
当堂反馈
1.计算氧化铁、硫酸铜的相对分子质量、各种元素质量比以及铁、铜元素质量分数。
CuSO4的相对分子质量=64+32+16×4=160
CuSO4中铜、硫、氧元素的质量比
m(Cu):m(S):m(O)=64:32:(16×4)=1:2:1
CuSO4中铜元素的质量分数
w(Cu)
=
64
160
×100%=40%
硫酸铜
当堂反馈
2.如图为尿素【CO(NH2)2】中各种元素质量分数的示意图，其中表示氮元素质量分数的是（ ）；表示氢元素质量分数的是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
B
A第3课时　物质组成的定量认识
化学观念:通过根据化学式的简单计算,巩固元素观、微粒观,从定量角度认识物质组成。
科学思维:利用分子模型从“宏观—微观—符号”视角显化化学式的定量含义,通过类比模仿、规范格式,熟练运用根据化学式(含义)进行物质组成的简单计算,建构定性与定量相结合的研究物质组成的思路。
科学探究与实践:根据相关标签或说明书辨识某些食品、药品的主要成分,并比较、分析相应物质的含量,能够学以致用。
科学态度与责任:结合真实情境,初步体会物质组成的计算在生产、生活中的应用价值,保持持久的学习动机。
教学重点:根据化学式进行相关计算。
教学难点:关联系统与模型、宏观与微观、整体与部分,深度理解化学式的含义,了解为什么要这样计算。
[展示]某钙片说明书。
[问题驱动]青少年缺钙易发生骨质疏松症,缺钙病人每天除了从食物中获得钙质外,还需要从药物中补充钙质0.4g~0.5g。阅读某钙片说明书部分内容,回答问题。
1.每天服用该钙片几片
2.每片钙片中碳酸钙的含量(质量分数)是多少
任务一　根据化学式的含义计算相对分子质量
教师活动 学生活动
[过渡]要想解决上述问题,我们需要学习新的知识。今天,我们以水和碳酸钙为例,进行有关相对分子质量的计算。 [展示图片]如图,一杯水,其中的微观粒子是什么 每个粒子的模型是什么 你能画出来吗 [讲解]通过画图,我们认识到宏观的水是由许许多多的水分子构成的,每个水分子(模型)是由1个氧原子和2个氢原子构成的(即H2O的化学式微观含义——水分子的构成)。什么是相对分子质量 [提示]相对分子质量与相对原子质量一样,单位为“1”,而“18”表示每个水分子的相对分子质量是18;不要忽视隐含条件,如化学式、各原子的相对原子质量、原子个数比。 [讲解]相对分子质量在宏观物质和微观粒子之间搭建了定量计算的桥梁。 [类比模仿]求碳酸钙的相对分子质量 [交流结论] [交流结论]与相对原子质量类比,相对分子质量即构成该分子的各原子的相对原子质量之和。化学式中各原子的相对原子质量的总和,就是相对分子质量(符号为Mr),则H2O的相对分子质量为1×2+16=18。 [展示]CaCO3的相对分子质量为40+12+16×3=100
任务二　根据化学式的含义计算不同元素的质量比
教师活动 学生活动
[过渡]1799年法国药剂师普罗斯通过化学实验的方法分析了从世界各地搜集来的矿石里的化合物和他在实验室里制备出来的相应化合物,发现组成它们的各种元素质量比是一定的。那么,已知化学式,如何计算水和碳酸钙中不同元素的质量比 [讲解]根据水的化学式的含义,宏观上水中含有氢、氧元素,微观上1个水分子中含有1个氧原子和2个氢原子,氢元素的质量即2个氢原子的 [思考交流]不管是一个水分子、n个水分子,还是一滴水、一杯水中,氢原子和氧原子的个数比均为2∶1。 旨在明确宏观元素质量比可转化成微观(构成)原子质量比,需要知道原子个数比
相对质量(1×2),氧元素的质量即一个氧原子的相对质量(16),因此,H2O中氢、氧元素的质量比为(1×2)∶16=1∶8。 根据普罗斯的结论,不同地区的水,所含的氢、氧元素的质量比均为1∶8。而且,通过右图定量分析发现,一个水分子中氢、氧原子的质量比→n个水分子中氢、氧原子的质量比→一滴水中氢、氧元素的质量比→一杯水中氢、氧元素的质量比,均为1∶8。为什么呢 [小结]看来,无论是相对分子质量,还是各种元素质量比的计算,都离不开化学式(含义中)的微观构成(原子个数比)。化学式中各元素的质量比,即化学式代表的每个分子中各原子的质量比。 [类比模仿]求碳酸钙中各种元素的质量比 [展示]CaCO3中的钙、碳、氧元素的质量比为40∶12∶(16×3)=10∶3∶12
任务三　根据化学式的含义计算元素的质量分数
教师活动 学生活动
[过渡]水中氢、氧元素的质量比为1∶8,可以知道水中含氧元素的质量大于氢元素的质量。为了更精准地表达同一种物质中某种元素的含量,我们引入元素的质量分数概念。 [讲解]物质中某元素的质量分数,就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比。如 水中氢元素的质量分数为×100%≈11.1%。 [问题驱动] 1.结合任务一、二的计算,还有哪些方法可以求水中氢元素的质量分数 2.如何求水中氧元素的质量分数 [小结]同理,不同地区的水中所含的氢元素的质量分数均为11.1%。而且,不同体积、质量的水中氢的质量分数均为11.1%。 [类比模仿]求碳酸钙中钙元素的质量分数 [展示1]根据组成元素氢、氧质量比1∶8,知道水中只含有氢、氧元素1+8=9份质量,可以借用质量比的份数求×100%≈11.1%。 [展示2]方法①:直接根据元素的质量分数计算式来求;方法②:根据水中氢、氧元素质量比份数求;方法③:根据水中只含有氢、氧元素,水中氢元素质量分数为11.1%,水占100份(即100%=1)的话,氧的质量分数为1-11.1%=89.9%。 [展示]CaCO3中的钙元素的质量分数为×100%=40%
教师活动 学生活动
[提问]回归课前问题,应用所学知识解决钙片问题(注意:充分利用化学式的含义,从钙片的物质组成即微观粒子构成进行分析,不要忽视隐含信息,包括碳酸钙的化学式、各种原子数目及其相对原子质量)。 [课后作业]计算氧化铁、碳酸钙、硫酸铜的相对分子质量、各种元素质量比以及铁、钙、铜元素质量分数。(使用多样化的计算方法,要使用隐含信息) [展示] 1.说明书中信息:每片含钙元素500mg即0.5g,从药物中补充钙质0.4g~0.5g,因此每天服用该钙片1片。 2.每片钙片中碳酸钙的质量为0.5g÷×100%=1.25g;所以,每片钙片中碳酸钙的含量(质量分数)是×100%=50%
第3课时　物质组成的定量认识
第3课时　物质组成的定量认识
成功之处 本堂课关注新授知识与原有知识的联系,从元素符号、化学式的含义入手,结合水分子模型,帮助学生关联系统与模型、宏观与微观、整体与部分,深度理解化学式的含义,从具体到抽象,循序渐进、环环相扣,在计算中不断巩固学生对化学式(含义)的理解。通过示范教学和有梯度地模仿练习,使学生清晰掌握化学式基本计算的解题思路、方法及其书写格式,实现由类比模仿到熟练运用的过渡
不足之处 定量问题离不开化学含义的理解和数学计算,跨学科认知及逆向思维是弱点

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