课题3 物质组成的表示（第2课时）九年级化学上册教学设计（人教版2024）

第第页第四单元《自然界的水》教学设计课题3物质组成的表示第2课时化合价课题3物质组成的表示课时3授课年级初三课标要求内容要求：知道常见元素的化合价。学业要求：能分析常见物质中元素的化合价。教材分析本课时的主题是化合价，化合价的概念历来是教学的难点，而化合价的应用又是化学教学的重点。考虑到“知道常见元素的化合价”“能分析常见物质中元素的化合价”这些课程标准的相关要求，以及学生大多是在应用的基础上学习、理解化合价的特点，教材没有给出化合价的概念，而是紧紧围绕化合价的应用一利用化合价书写化学式展开。在介绍化合价的基本知识后，着重介绍一些常见元素和根的化合价及确定化合物中元素化合价应注意的事项，以及应用化合价推求化学式等相关练习。学情分析初中化学阶段，化合价对于学生来说是比较抽象的一个概念，不易理解，教学中要避免从概念的角度出发去解释化合价，重要的是在化学式的基础上让学生了解学习元素化合价的意义，教学中教师要讲清楚为什么要学习元素的化合价，让学生认识学习化合价的重要性。学生在此之前已经学习了原子的结构，教学中可以从原子的最外层电子数入手，帮助学生理解化合价与不同元素的原子相互结合时的个数有关。另外离子符号与化合价的表示是学生易混易错的部分，可通过对比分析，让学生了解两者的不同。教学目标1.通过分析典型物质的化合价，认识化合价的一般规律，知道一些常见元素和根的化合价。2.了解化合价与化学式的关系，能利用化合价推出化学式，并能根据化学式求未知元素的化合价。教学重、难点重点：1.化合价的规律及其表示方法。2.根据化合价正确书写化学式。难点：1.书写化合价和离子符号的区别与联系。2.化合价的应用。核心素养‌1.化学观念‌：了解化合价是元素在形成化合物时表现出来的性质，并通过对原子结构与化合价的关系的学习，进一步认识物质的结构决定物质的性质。2.科学思维：通过比较、分析等科学方法，认识化合价与离子符号书写的区别与联系，并进一步学习以宏观、微观、符号相结合的方式表征常见的化学物质。3.科学探究与实践：通过同学间的交流讨论等活动深化对化合价的理解，培养学生与他人分工协作、沟通交流、合作解决问题的能力‌。4.科学态度与责任‌：通过对化合价的学习，进一步认识化学式等化学用语，不仅有助于学术研究，还能帮助解决实际问题，如环境保护和材料科学中的问题，增强科学精神和社会责任‌。教学过程教学环节教学活动设计意图环节一、新课导入【知识回顾】化学式是用元素符号和数字表示物质组成的式子。科学家通过实验确定纯净物的组成是固定的，则表示物质组成的化学式也是唯一的。如我们生活和实验中常接触的三种物质，水、氧气和二氧化碳，其化学式分别为H2O、O2、CO2。【学生活动1】交流讨论：观察下列表格中的化学式，并填写原子个数比。物质氯化氢水二氧化碳三氧化二铁化学式HClH2OCO2Fe2O3原子个数比1∶12∶11:22∶3【教师分析】对比第一个和第二个化学式可知，氢元素的原子在分别与氯原子、氧原子结合时，其原子个数比不相同，同理，氧原子分别与氢原子、碳原子、铁原子结合时，其原子个数比也不相同。即同一元素的原子与其他元素的原子相结合时，原子数目呈确定的简单整数比关系。那么如何知道不同元素以什么样的原子个数比相结合呢？化学上用“化合价”来确定化合物中原子相互结合的数量关系。通过交流讨论的活动引出化合价，并使学生理解化合价在表示物质组成中的重要作用环节二、化合价【教师讲解】为了方便表示化合物中各元素原子的个数比，化学家提出了“化合价”的概念。化学上根据元素的化合价来确定化合物中各元素间的原子个数比。化合价有正、有负，如在HCl中，H为+1价，Cl为-1价，则氢原子与氯原子化合时的原子个数比为1:1；在H2O中，H为+1价，O为-2价，则氢原子与氧原子化合时的原子个数比为2:1。需要注意的是，元素只有在形成化合物时，才讲化合价，单质没有表现出特性，不需要用化合价表示，并规定单质中元素的化合价为0。在化合物中，元素正、负化合价的代数和为零。如HCl中，+1+（-1）=0。【学生活动2】观察下列物质中氧元素和氢元素的化合价，有什么规律吗？【总结】在化合物中，氧元素通常显-2价，氢元素通常显+1价，则化合物H2O中，氢元素和氧元素正、负化合价的代数和为+1×2+（-2）=0。【学生活动3】观察下列物质中化合价的表示方法，总结其规律。【总结】化合价标在元素符号的正上方，正、负号在前，数字在后。当化合价的数值为“1”时，不可省略。【学生活动4】交流讨论：对比分析化合价的标法和离子符号的书写的异同。（分组回答，教师总结）元素在化合物中的化合价EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+1),Na)ClEQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+2),Mg)Cl2NaEQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(-1),Cl)离子符号Na+Mg2+Cl-【总结】相同点：①数值相等；②正、负号相同。不同点：①书写位置不同，化合价标在元素符号正上方，离子符号中的电荷数和电性标在元素符号右上角；②正负号与数值的书写顺序不同，化合价中正负号在前、数值在后，离子符号中数值在前、正负号在后；③数值为“1”时，是否省略不同，化合价中不可省略，离子符号中省略不写。【PPT展示】氯化钠的形成过程。【教师讲解】元素化合价的正负性和数值与元素的原子结构有关。元素符号原子结构示意图在化学变化中原子得失电子情况离子符号元素在化合物中的化合价Na失去1e-Na+EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+1),Na)ClCl得到1e-Cl-NaEQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(-1),Cl)Mg失去2e-Mg2+EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+2),Mg)Cl2钠原子最外层有1个电子，在化学反应中易失去1e-而达到8电子稳定结构，钠原子在失去1个电子后形成带1个单位正电荷的钠离子，在化合物中显+1价。氯原子最外层有7个电子，在化学反应中易得到1e-而达到8电子稳定结构，氯原子在得到1个电子后形成带1个单位负电荷的氯离子，在化合物中显-1价。镁原子最外层有2个电子，在化学反应中易失去2e-而达到8电子稳定结构，镁原子在失去2个电子后形成带2个单位正电荷的镁离子，在化合物中显+2价。【知识补充】除了一些常见元素的化合价，还有一些带电荷的原子团，叫作根，也叫离子，它们作为一个整体形成物质时也有化合价，如下图所示，氢氧化钙中氢氧根是一个整体，化学符号可表示为OH--，它的化合价为-1。【学生活动5】观察教材P99“一些常见元素和根的化合价”表格，你能发现化合价有什么特点和规律？【总结】1.元素化合价有正价、负价。金属元素与非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价（如NaCl中Na显+1价，Cl显-1价）。2.一些元素在不同物质中可显不同化合价。3.在单质中，元素的化合价为0。【教师讲解】知道了元素的化合价，可以为书写化合物的化学式提供帮助，因此我们要记住一些常见元素的化合价。（试着按一定的规律或韵律、顺口溜，把常见元素的化合价背记下来。）一价氢锂钾钠银二价氧钙钡镁锌三铝四硅五价磷二三铁、二四碳二四六硫三五氮一五七氯都齐全铜汞二价最常见单质零价永不变注意上面口诀中的化合价有正、负之分，其中二O、二S、一Cl、三N表示的是负价。另外还有常见根的化合价口诀。负一氢氧（OH-）硝酸根（NO3-）负二碳酸（CO32-）硫酸根（SO42-）负三价是磷酸根（PO43-）正一价的是铵根（NH4+）【对应训练】下列化学用语表达正确的是（）A.2个氢分子：2H2B.氧气中氧元素化合价：EQ\*jc2\*hps12\o\ad(\s\up11(-2),O)2C.氢氧化钡的化学式：BaOH2D.2个钙离子：2Ca+2【答案】A本环节主要通过教师讲解和学生讨论的形式进行，由于化合价的理解难度较大，需要教师补充讲解，在讲解过程中配合实例展示，以便学生理解，提升学生化学用语的素养环节三、化合价的应用【过渡】知道了元素的化合价，可以确定实际存在的化合物中各元素原子的个数比，从而写出化合物的化学式；也可以根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零的原则，计算某一未知元素的化合价。【应用1】推断化学式中未知元素的化合价。【典例】（1）试确定氯酸钾中氯元素的化合价。依据在化合物中，元素正、负化合价代数和为0进行计算。①先写出化学式。KClO3②标出已知元素的化合价。EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+1),K)ClEQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(-2),O)3③根据元素正、负化合价代数和为0，求出Cl的化合价。0-1-(-2)×3=+5【思考与讨论】1.在利用高锰酸钾制取氧气的反应中，有三种含锰元素的物质：KMnO4(高锰酸钾)、K₂MnO4(锰酸钾)和MnO2(二氧化锰)。查阅表4-3，尝试说出这三种物质中锰元素的化合价。【应用2】根据元素的化合价书写化学式。【典例】（2）已知磷的某种氧化物中磷为+5价，氧为-2价，写出这种磷的氧化物的化学式。依据在化合物中，元素正、负化合价代数和为0进行计算。运用最小公倍数法解答。①写出元素符号，正价在左，负价在右。PO求出两种元素化合价绝对值的最小公倍数。5×2=10求出各元素的原子数。计算公式如下：P：10/5=2；O：10/2=5把原子数写在各元素符号的右下方，即的化学式。P2O5⑤检查化学式，当正价总数与负价总数的代数和等于0时，化学式才能是正确的。(+5)×2+(-2)×5=0【讲解】除了运用最小公倍数法，还可以运用十字交叉法解答。写出元素符号，正价在左，负价在右。PO标出元素的化合价。EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+5),P)EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(-2),O)将元素化合价的绝对值交叉标在元素符号右下角。约简，求出化学式。P2O5⑤根据正、负化合价代数和为0，检查化学式。(+5)×2+(-2)×5=0【思考与讨论】2.写出溴化钠、氯化钙、氧化铝、二氧化氮的化学式。【对应练习】1.酒精检测仪中装有重铬酸钾(K2Cr2O7)，该化合中铬元素(Cr)的化合价为（）A.+6B.+5C.+4D.+22.（多选）元素R在化合物中只有一种化合价，某含元素R的物质的化学式为R2O3。则下列由元素R组成的物质里化学式书写错误的是（）A.RCl2B.R(NO3)3C.RSO4D.R(OH)3【答案】1.A2.AC化合价是科学家提出用于表示元素的原子间化合时数量关系的，是为了使抽象的概念更显性化，所以化合价的应用在化学教学中非常重要，本环节通过两个典例和两个思考与讨论让学生明确化合价的另个主要应用，提升学生从宏观、微观、符号相结合的方式表征常见的化学物质的能力课堂总结板书设计课题3物质组成的表示第2课时化合价1.化合价：EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+1),H)EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(-1),Cl)EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(+1),H)2EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up11(-2),O)2.化合价与离子符号表示方法的区别：E