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《化学式与化合价》重难点分析
一、化学式
主要包括化学式的概念、化学式的意义、化学式的写法规律、化学式的读法规律、化学式与数字的关系等五个核心问题。具体如下：
1．化学式的概念：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。
2．化学式表示的意义，应分为如下两种情况：
（1）由分子构成的物质，如水、二氧化碳等，其化学式可以表示4种含义：①这种物质，②这种物质有哪些元素构成，③该物质的一个分子，④该物质的一个分子中所含各种元素的原子个数。
（2）由原子构成的物质，如金属铜等，其化学式仍然可以表示：①这种物质，②表示这种物质有哪些元素构成。但是不再表示③该物质的一个分子，④该物质的一个分子中所含各种元素的原子个数；而能直接表示该物质的一个原子。
另外，当化学式前面出现计量数的时候，化学式就只有微观意义了，如2H2只表示2个氢分子，2Cu只表示2个铜原子。
教学在教学中一定要注意：不要将问题绝对化，如：（1）有的老师说“所有的化学式都像水分子一样具有4种含义”，这样老师就犯了“以偏概全”的逻辑性错误。（2）还有老师给学生讲“只有纯净物才能书写化学式”，针对这个问题，教材P83是这样说的“每种纯净物质的组成是固定不变的，所以表示每种物质组成的化学式只有一个”，老师们仔细辨析上述两种说法并不是一个意思，一定不要曲解教材的意思，并对学生强化这种不正确的理解？老师们翻阅一下高中的教材，那些高分子化合物都是混合物，但是也在用化学式表示，只不过它们的化学式中含有“n”，说明它们的组成不是固定的而已。所以，特别建议教师在教学中一定要注意别把问题绝对化，要给学生在后续学习中留有知识发展的空间。
3．化学式的写法
初中化学教材上，对于化学式的书写规则是按照“物质组成”?分类的视角进行归纳总结的，见下表：
物质类别
化学式写法
单质
稀有气体
用元素符号表示，如He、Ar。
金属
习惯上用元素符号表示，如Cu、C、P等。
固态非金属
气体非金属
在元素符号的右下角表示分子中所含原子数的数字，如H2、O2等。
氧化物
氧的元素符号写在右边，另一种元素的符号写在左边，如CO2、H2O等。
由金属元素与非金属元素组成的物质
一般把金属的元素符号写在左边，非金属的元素符号写在右边；如果有原子团的，一般把原子团写在后面。如NaCl、NaNO3等。
需要注意的问题：在初中阶段只是让学生初步认识物质是由微观粒子构成的，有的由分子构成，有的由原子直接构成，还有的由离子构成，从而认识物质的多样性是由物质的组成和结构造成的；并不要求学生确切掌握哪些物质是由分子、原子、离子构成的。所以在化学式的教学中，建议老师们也不要让学生从微观的层面去掌握化学式的书写规则，从物质的宏观组成进行分析讨论就够了。
有的老师在教学中，总结说“稀有气体、非金属的固体单质、金属单质这三类物质都是由原子直接构成的，所以直接用它们的元素符号来表示它们的化学式”，请老师们注意这种说法是有科学性错误的。某种物质由哪种微粒构成，要看其晶体中的相互作用的，比如非金属的固体中，红磷、白磷、硫等是分子通过分子间相互作用构成的，属于分子晶体；而金刚石（碳单质的一种）就是碳原子之间通过共价键结合而成的，属于原子晶体。所以同是非金属固体，它们的结构不同，构成它们的微观粒子不同。
老师们在教学中进行各种研究，寻找各种帮助学生进行知识记忆的方法，这种精神特别难能可贵，但是一定要建立在知识科学性、准确性的基础上才是可取的。
4．化学式的读法（略）
5．化学式与数字的关系
通过教材P83的讨论帮助学生建立起“化学式与其周围的数字间的关系”。
教学片段一：问题驱动、任务引领下的概念学习
【环节一】情境创设
教师展示一瓶矿泉水（如图1所示），提出问题：除了用汉字“水”表示之外，还可以用哪些符号来表示？请各小组同学将表示水的方法在白纸上写（或画）出来。
教师在学生活动之后，将学生的作品进行展示交流（图2所示是部分小组的作品）。
学生在交流过程中产生困惑“这些方法中，哪种方法最简洁？哪种方法能表达出水是由什么组成的呢？”并经过讨论达成共识——“H2O”是最简单能表示出水的组成的符号。
教师在学生对“H2O”?的认识基础上，让学生通过讨论概括总结出化学式的概念，即化学式是用元素符号和数字的组合来表示物质组成的式子，如“H2O”、“CO2”。
【环节二】认识化学式的含义
教师在学生概括总结出化学式概念的基础上，提出了新的探究问题“化学式能提供给我们哪些信息呢？”并将这一问题转化为下面的学习任务“请同学们以H2O、CO2为例，结合对实物的认识和分子模型（教师提供了H2O、CO2的分子模型），说说它们所表达得到含义有哪些？”
学生以小组为单位进行讨论分析，教师组织学生进行交流表达，并将学生表达的结果，用列表的方式记录在黑板上：
化学式
H2O
CO2
表达的含义
（1）表示水这种物质；
（2）表示水是由氢元素和氧元素组成；
（3）表示一个水分子；
（4）表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
（1）表示二氧化碳；
（2）表示二氧化碳是由碳元素和氧元素组成；
（3）表示一个二氧化碳分子；
（4）表示1个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成。
教师提出问题：对比H2O、CO2两个化学式所表达的含义，你有什么发现？
学生经讨论得出如下结论：（1）两个化学式所表达的含义有共同之处，均能表示四种含义，即可以表示一种物质；表示该物质有哪些元素组成；表示该物质的一种分子；表示该物质的一个分子由哪些原子构成。（2）四种含义中既有宏观意义，也有微观意义。
此时，学生又产生新的问题：是不是所有的化学式都可以表示这样四种含义呢？教师在表扬了学生们善于发现问题的能力的同时，请学生分析化学式“Fe”的含义，并由此让学生体会“由分子构成的物质的化学式，才能表示该物质的一个分子由哪些原子构成”。
为了进一步让学生理解化学式的含义，教师又抛出一个问题：“2O2”又表示什么意义呢？学生在教师的引导下，经过讨论分辨清楚了两个“2”的含义是不同的，前者表示2个氧气分子，后者表示每个氧气分子由2个氧原子构成。此时，教师强调“描述化学式的意义时，应注意区分化学式前、中不同位置数字的含义”。
【环节三】探究化学式的书写规则
教师展示了“药品说明书中的化学式、空气质量日报中的化学式、化妆品标签中的化学式和食用盐中的化学式”的几幅图片，并指出在今后的化学学习中我们还会遇到更多的化学式（展示图片），化学式是化学世界的通用语言，而每一种物质又有自己专有的化学式。提出问题：我们怎么样才能正确的书写出不同物质的化学式呢？这就需要我们认真研究化学式书写的规则。
任务：（教师先在黑板上，无规则地张贴一些化学式的展示卡，如图3所示）请各组同学仔细观察黑板上的化学式，找一找化学式在写法上的规律，并上台排列。下面是小组活动的记录：
第一组：根据化学式中是否只含有一种元素，将化学式分为两类，即可以将这些化学式按单质和化合物分开排列（如图4所示）。
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第二组：（在第一组的分类基础上）单质还可以再分，并上台将氧气、氮气等双原子分子的化学式拿出来单独排列。化合物也可以再分，于是将含两种元素，且其中一种是氧元素的化合物单独排列（如图5所示）。
第三组：（在第二组的分类基础上）这样也可以呀！其他同学好像受到了启发，认真寻找其他的不同点，机灵的同学甲随即上台将金属、稀有气体也分开排列（如图6所示）。
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教师引导学生在对化学式按照物质分类的方法进行分类处理后，进行对比分析，概括总结出部分化学式的书写规则：（1）单质的写法分两种，一种是用元素符号直接表示，即X；一种是在右下角加数字（比如2）表示，即。（2）化合物的写法也分两种，一种是两种元素组成的且含有氧元素的，氧元素一般放在右边，即XnOm；另一种是由金属和非金属元素组合的，金属元素在左边，非金属元素在右边，即XnYm。
教师在肯定了学生探究成果的基础上，指出：化学式的书写是建立在实验的基础上，有固定组成的纯净物，才能写出其化学式。在今后的学习中还会遇到更复杂的化学式，但是只要运用分类、比较的方法，也一定会发现其中的书写规则。
【环节四】探究化学式的读法规则
教师在上述基础上，又提出问题：请同学们以小组为单位讨论这些化学式的读法有哪些规律？学生又开始了积极活跃的讨论，并得出了下列结论：（1）单质直接读元素名称；（2）单质气体中需要在元素名称后加“气”字；（3）氧化物读法由右向左读，读成“氧化某”；（4）金属与非金属组合的也是由右向左读，读成“某化某”。教师将事先总结好的化学式写法和读法规则在投影上进行展示，使学生形成系统完整的知识体系（如图7所示）。
为加深对知识的理解，教师用投影展示某出某科学论著中的一个列表（如图8所示），请学生写出图中出现的化学式的名称。
二、化合价
对于化合价，课程标准并不强调其概念，只是要求学生在理解其含义的基础上能够使用化合价就可以了。教学的重点有化合价的标法、化合价的规律和根据化合价的简单计算三个核心知识。
1．化合价的标法：一是用+n（或-n），即正负号在前，数字在后；二是要标在相应元素符号的正上方。
2．化合价的规律：
一是化合价的基本规则：（1）单质中，元素的化合价为0；（2）金属元素与非金属元素的化合物中，金属元素显正价（且金属元素一般不显示负化合价），非金属元素显负价；（3）某些元素在不同物质中可以显示不同的化合价，如铁元素在三氧化二铁与四氧化三铁中分别显示+2和+3价。
二是帮助学生记忆的化合价之歌：（1）一价钾钠氯氢银，二价氧钙钡锌镁，三铝四硅五价磷，铁二三价碳二四，铜汞一二要记真，二四六价硫中寻，锰有二四六七价，常用元素铭记心，一价氢氧铵二硫碳根（原子团）。（2）一价氯氢钾钠银，二价氧镁钙钡锌，亚铁二铝铁三，铜汞二价最常见；一价氢氧硝酸根，二价硫酸碳酸根，只有正一是铵根。
3．根据化合价的简单计算：一是根据化学式计算化合价（正向思维），二是根据化合价推算化学式（逆向思维）。
教学片段二：?以学生活动促进学生思维的发展
【环节一】创设情境，理解化合价的含义
请观察并讨论完成下表中内容，并仔细思考，看看你有什么发现吗？
物质的名称
所含原子（或离子）个数比
化学式
氯化氢
H:Cl=
HCl
氯化钙
Ca2+:
Cl-=
CaCl2
硫化铜
Cu:S=
CuS
碳酸钙
Ca2+:CO32-=
CaCO3
学生经过讨论发现：原子个数比在不同的在不同的化合物中是不一样的。而且，还有学生发现氯化钙、碳酸钙两种物质中的离子个数比是离子所带电荷数之比的倒数（或离子个数与离子所带电荷数成反比）。
【环节二】教师讲解化合价的含义和表示方法
教师讲解：化学上用“化合价”来表示化合物中原子之间相互化合的数目。表示的方法（并板书在黑板上）：
（1）用+n（或-n）表示化合物中某元素的化合价（注意正负号在前，数字在后）；
（2）标在相应元素符号的正上方；
（3）注意化合价与离子电荷数的书写区别，比如镁的化合价，镁离子的电荷数是Mg2+（一是表示方法不同，二是标的位置不同）。
【环节三】学生阅读教材，小组讨论化合价
教师提出问题：请阅读教材P85表4-2中常见元素和根的化合价，第一请认真分析研究有什么规律？第二请思考有什么好的方法可以帮助我们记忆？
学生先独立阅读思考，然后小组交流讨论，接着教师组织学生交流讨论，得出下列结论（并板书黑板上）：
（1）单质中，元素的化合价为0；
（2）金属元素与非金属元素的化合物中，金属元素显正价（且金属元素一般不显示负化合价），非金属元素显负价；
（3）某些元素在不同物质中可以显示不同的化合价，如铁元素在三氧化二铁与四氧化三铁中分别显示+2和+3价。
同时，学生们将常见元素中具有相同价态的元素分别找出来放在一起，如+1价、+2价、+3价等的分别有哪些元素，并在教师的指导下进行了归纳总结，形成了记忆化合价的歌谣（或叫顺口溜）：一价钾钠氯氢银，二价氧钙钡锌镁，三铝四硅五价磷，铁二三价碳二四，铜汞一二要记真，二四六价硫中寻，锰有二四六七价，常用元素铭记心，一价氢氧铵二硫碳根（原子团）。
此时，教师给学生播放了事先准备好的一段“化合价之歌”的视频，将枯燥、抽象的化合价规律转化为喜闻乐见、兴趣盎然的歌曲，增强了学生学习的兴趣，也促进了学生学习的有效性。
【环节四】根据化合价推求化学式（略)。
三、相对分子质量的计算
主要包括两个核心内容：（1）相对分子质量的概念；（2）根据化学式和相对分子质量进行计算，包括计算相对分子质量、物质组成元素的质量比和物质中某元素的质量分数。
“相对分子质量”是化学基本概念之一，也是化学计算的基础。通过大量的课堂观察，对于类似的概念教学有如下想法，供老师们参考：
（1）“概念”是培养学生抽象、概括思维能力的知识载体，教学中应该给学生创造思维的空间，不应该是“讲解（讲述）概念+课堂练习”的教学模式。
（2）“讲解（讲述）概念+课堂练习”的教学模式，能让学生直接获得知识结果，然后“照葫芦画瓢”地进行模仿，但最终仍然由于学生对概念的不理解，造成运用概念的各种错误出现。这可能也是化学计算成为学生学习的难点之一的原因吧。
教学片段三?——?基于知识间逻辑关系的教学设计
【环节一】回顾旧知：以水为例，回顾化学式及其含义。
【环节二】建构相对分子质量的概念
问题1：H、O两个原子相比较，哪个的质量更大？说明你判断的依据是什么？（目的是回顾相对原子质量的概念）
问题2：O2、H2O两个分子相比较，哪个的质量更大呢？说明你判断的依据。
学生先独立思考，然后小组讨论，教师组织小组间进行交流。学生交流首先得出：O2的相对大小可以用“16×2=32”来表示，H2O的相对大小可以用“1×2+16=18”来表示，从而作出“O2分子比H2O分子的质量更大”的结论。
教师引导学生对刚才的思维过程加以总结，得出“相对分子质量”的概念：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）。
问题3：（小组竞赛活动）请排列出CO2、H2、N三种分子的相对质量大小的顺序（看哪个小组又快有准确）。
通过这个小组竞赛活动，加深对相对分子质量概念的理解。
【环节三】根据化学式和相对分子质量的其他计算
教师讲述（过渡）：讨论不同分子相对质量的大小关系，那么由不同元素构成的分子其内部各元素之间的质量关系又是什么样的？
问题4：请思考，H2O分子中氢元素、氧元素相对质量的大小关系如何，你可以通过哪些方式将它们的大小关系表示出来？
学生通过谈论交流，可以提出下列比较的方法：（1）分子中两元素的相对质量；（2）分子中两元素的质量比；（3）分子中两元素的质量分数。
教师在组织学生讨论交流的过程中，注意纠正学生的错误解法，并树立规范的解题格式。
教师讲述（过滤）根据化学式和相对分子质量，我们刚才判断了不同分子相对质量的大小关系，还有由不同元素构成的分子中各元素之间的质量关系，那么我们还可以进行什么其他的计算吗？
引导学生进行逻辑思维，并得出还可以进行“不同物质中，同种元素的质量关系”的判断。
问题5：碳酸铵【(NH4)2CO3】与硝酸铵【NH4NO3】是两种重要的化学肥料，哪种化学肥料中氮元素含量更大呢？
学生通过交流讨论得出正确答案。
【评析】
这一教学设计，没有采用惯常的“讲练结合”的教学方法，而是采用了“问题驱动”的教学策略，通过问题的引领，使学生自己建构相关概念以及概念的逻辑关系（如图9所示）。
图?9

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