人教版九年级化学上册《化学式与化合价》第三课时：根据化学式的计算

人教版九年级化学上册《化学式与化合价》第三课时：根据化学式的计算一、教学内容分析

《义务教育化学课程标准（2022年版）》对本部分内容的要求明确指向“物质组成的表示”这一核心主题，要求学生能“利用相对原子质量进行有关物质组成的简单计算”，并将其作为“认识物质组成与结构”这一大概念的重要组成部分。从单元知识链看，本课是“化学式”与“化合价”两大核心概念学习的必然深化与应用，处于承上启下的枢纽位置：它上承化学式的意义与书写规则，下启有关化学方程式的复杂计算。在认知层级上，本课要求学生将抽象的相对原子质量、相对分子质量等微观概念，转化为解决实际宏观定量问题的具体技能，实现了从“识记理解”到“迁移应用”的跃迁。过程方法上，本课是发展学生“证据推理与模型认知”素养的绝佳载体，学生需基于化学式这一微观模型，运用数学工具进行推理和计算。其育人价值在于培养学生严谨求实的科学态度，以及通过定量视角更精准认识世界的思维方式。

从学情研判，学生已掌握了元素符号、化学式书写及意义、原子结构与相对原子质量等基础概念，为本课学习提供了必要的知识储备。然而，学生的思维障碍点可能在于：对“相对分子质量是化学式中各原子相对原子质量的总和”这一模型化定义的理解易停留在机械相加层面；在进行元素质量分数等计算时，容易混淆宏观物质质量与微观粒子质量比的关系。因此，教学过程必须设计从具体物质（如水）入手、层层递进的探究任务，并通过可视化手段（如使用分子模型）帮助学生在宏观、微观与符号三重表征间建立有效联系。课堂将通过“尝试计算暴露问题分析讨论提炼方法”的形成性评价路径，动态诊断学情，对理解吃力的学生提供计算模板和分步指导，对学有余力的学生则引导其归纳计算通式并解决更复杂情境问题。二、教学目标

知识目标：学生能够自主建构根据化学式进行计算的系统性知识框架。他们不仅能准确阐述相对分子质量的概念，并熟练计算给定物质的相对分子质量，还能在理解“质量比”和“质量分数”概念本质的基础上，运用公式计算出物质中元素的质量比与质量分数，并解释这些计算结果的现实意义，如评价化肥的有效成分。

能力目标：学生能够独立、规范地完成从化学式出发的系列计算流程，展现程序性思维。在解决“推断某物质化学式”或“比较不同物质中某元素含量”等真实问题时，能够从定量数据中提取关键信息，进行逻辑推理和综合比较，发展基于证据的分析能力。

情感态度与价值观目标：学生在经历“从化学式解码物质组成信息”的探究过程中，体会化学定量研究的精确性与实用性，激发深入学习的兴趣。在小组协作解决计算难题时，能主动分享思路、耐心倾听同伴见解，共同营造严谨而活跃的学术氛围。

科学（学科）思维目标：本课重点发展学生的“模型认知”与“定量思维”。学生需将化学式视为一个蕴含定量关系的数学模型，通过计算将其“翻译”为宏观可度量的组成关系。课堂将通过问题链引导，如“如何用数字刻画一个水分子的‘轻重’？”、“广告中说‘富含氮元素’，我们如何用数据验证？”来驱动模型的应用与构建。

评价与元认知目标：学生将学习使用计算步骤清单（审题→列式→计算→检查）作为自我监控的工具。在练习环节，能依据“格式规范、过程完整、结果准确”的标准进行同伴互评，并反思自己在计算过程中常犯的错误类型，进而调整学习策略。三、教学重点与难点

教学重点：相对分子质量的概念及计算，以及物质中元素质量比与质量分数的计算。这两点是利用化学式进行定量研究的基石。确立依据在于，它们是课标明确要求掌握的核心技能，也是初中学业水平考试中的基础且高频的考点。掌握这些计算，是后续学习有关化学方程式的计算、溶液组成计算的前提，体现了化学学科从定性到定量的关键跨越。

教学难点：建立“宏观物质中元素的质量关系”与“微观粒子中各原子的质量关系”之间的内在联系，并灵活运用这些关系解决综合性问题。难点成因在于，该联系高度抽象，需要学生克服宏观与微观间的思维屏障。同时，元素质量分数的计算涉及多个变量的处理，学生容易在公式变形或理解百分数的意义上产生困惑。突破方向在于，充分利用分子模型等可视化工具搭建认知桥梁，并通过从单一物质到复杂混合物、从直接计算到逆向推断的变式训练，逐步深化理解。四、教学准备清单1.教师准备

1.1媒体与教具：多媒体课件（含计算例题、变式练习题、生活化情境图片）；水（H₂O）、二氧化碳（CO₂）、尿素【CO(NH₂)₂】的球棍模型或比例模型。

1.2学习材料：分层学习任务单（内含引导性问题、阶梯式计算任务、自我评价表）；课堂练习卷。2.学生准备

复习化学式的书写与意义；了解常见元素的相对原子质量；准备计算器。3.环境布置

黑板划分为“概念区”、“计算范例区”和“学生展示区”，便于知识结构化呈现。五、教学过程第一、导入环节

1.情境创设与问题提出：“同学们，我们上节课认识了化学式这个‘身份证’，那今天，我们能不能像侦探一样，从这张‘身份证’上解读出更多隐藏的信息呢？”展示一张常见化肥的包装袋图片，指出其营养成分表，“看，这里标注着‘氮含量≥46.0%’，这个数字是怎么得出来的？难道要把化肥里的氮元素一点点分离出来称重吗？化学家们有一个更聪明的办法。”

1.1建立联系与明晰路径：“其实，秘诀就藏在我们已经掌握的化学式和相对原子质量里。这节课，我们的核心任务就是：学习根据化学式进行计算。我们将一起攻克三个关卡：第一，计算物质的‘相对分子质量’；第二，计算物质中各元素的‘质量比’；第三，也就是破解化肥广告的秘密，计算某元素的‘质量分数’。准备好接受挑战了吗？”第二、新授环节任务一：解读“数字密码”——从H₂O说起，认识相对分子质量

教师活动：首先拿起水的分子模型，“大家看，一个水分子由2个H原子和1个O原子构成。我们已知H的相对原子质量约为1，O约为16。那么，这个水分子的‘相对质量’我们该如何描述呢？”引导学生说出“加起来”。板书：H₂O的相对分子质量=(1×2)+16=18。“看，这个‘18’就是水分子的相对分子质量，它等于化学式中各原子相对原子质量的总和。”随后，抛出问题链：“请一位同学上来，利用模型和相对原子质量表，算算CO₂的相对分子质量。想想，这里的‘2’该怎么处理？”“计算Fe₃O₄的相对分子质量时，需要注意什么？对，别忘了把下标和系数都乘进去！”巡回指导，关注是否有人将原子个数与相对原子质量相乘时出错。

学生活动：观察模型，聆听讲解，理解相对分子质量的定义与计算方法。一名学生上台，利用CO₂模型和相对原子质量表进行计算演示，并解释步骤。全体学生在任务单上独立计算NH₃、Fe₃O₄等物质的相对分子质量，并与同桌互相检查计算过程和结果。

即时评价标准：①能否清晰说出“各原子相对原子质量的总和”这一关键点；②计算过程是否规范，是否体现了“原子个数×相对原子质量”的步骤；③面对含有多个原子或原子团的物质（如Ca(OH)₂）时，能否正确处理括号和下标。

形成知识、思维、方法清单：★相对分子质量（Mᵣ）的定义：化学式中各原子的相对原子质量的总和，单位是“1”，通常省略不写。▲计算方法：关键在于“先找全原子，再乘对个数，最后求总和”。这是一个典型的模型化计算，化学式就是计算蓝图。★易错提醒：计算像2H₂O这样的式量时，系数只对整个化学式起作用，即Mᵣ(2H₂O)=2×[(1×2)+16]=36，而非只将H的个数乘以2。任务二：探寻“组成比例”——计算物质中的元素质量比

教师活动：“知道了水分子的总‘分量’，我们还想知道其中氢和氧这两种元素，它们的‘分量’比例是多少。这就像一块蛋糕，我们想知道其中面粉和糖的质量比。”以水为例推导：m(H):m(O)=(1×2):16=2:16=1:8。“这个‘1:8’是固定不变的吗？对，只要物质是纯净的水，这个比例恒定，这就是定组成定律的定量体现。”然后创设新情境：“实战演练！化肥尿素CO(NH₂)₂中，C、O、N、H四种元素的质量比是多少？小组讨论一下，计算时，那个(NH₂)该怎么处理？别忘了，括号外的下标‘2’意味着什么？”

学生活动：跟随教师推导，理解元素质量比的计算原理。以小组为单位，合作计算尿素中各元素的质量比。过程中会面临如何处理原子团的问题，通过讨论明确应将(NH₂)作为一个整体，其内含的N、H原子数都要乘以括号外的下标2。各组派代表将计算过程和最终比值（C:O:N:H=3:4:7:1）板书到展示区。

即时评价标准：①能否将元素质量比的计算正确地表示为“（相对原子质量×原子个数）之比”；②小组合作中，能否有效分工（如一人查找相对原子质量，一人计算，一人核对）；③对于含有原子团的化学式，计算是否准确无误。

形成知识、思维、方法清单：★元素质量比的计算：物质中各元素的质量比=（各元素的相对原子质量×原子个数）之比。计算结果是最简整数比。▲思维进阶：这个比例是物质的特征常数之一，可用于鉴别物质或推断化学式。★方法要点：遇到原子团，先算出原子团内各原子总数（考虑括号内外下标），再参与计算。这锻炼了系统化、有条理的处理复杂信息的能力。任务三：破解“广告密码”——计算元素的质量分数

教师活动：“现在，我们可以回答导入时的问题了。‘氮含量≥46.0%’指的是氮元素的质量分数。”板书公式：某元素质量分数=(该元素的相对原子质量×原子个数)/物质的相对分子质量×100%。以尿素CO(NH₂)₂为例，带领学生分步计算氮元素的质量分数。“来，我们算算，尿素的含氮量真的是46%左右吗？计算器用起来！”计算验证后，引导学生解读结果：“这意味着每100份质量的尿素中，约有46份是氮元素的质量。”进而提出挑战性问题：“如果一种化肥标注其纯尿素含量为90%，那么它的实际含氮量大约是多少？这需要两步计算，想想看。”

学生活动：记录公式，在教师引导下共同计算尿素中氮元素的质量分数，体验计算过程，并惊讶于计算结果与广告数据的吻合。接着，尝试挑战性问题，将“纯度”概念与元素质量分数结合，计算实际含氮量（≈46%×90%≈41.4%）。思考并讨论这个计算在农业生产中选购化肥的实际意义。

即时评价标准：①能否准确记忆并应用元素质量分数的计算公式；②计算过程中，分子、分母的选取是否正确；③能否理解纯度对实际含量影响，并进行复合计算。

形成知识、思维、方法清单：★元素质量分数公式：这是本课最核心的计算公式，体现了部分与整体的定量关系。★公式变形应用：该公式可逆用，已知物质相对分子质量、元素质量分数和相对原子质量，可求原子个数，这是逆向思维的训练。▲实际应用：广泛应用于产品质量分析（如化肥、矿石品位）、商品标签验证等，是化学联系社会的桥梁，体现了科学态度与社会责任。第三、当堂巩固训练

设计分层练习，学生根据自身情况至少完成基础层和综合层。

基础层（全员必做）：1.计算O₂、H₂SO₄、CaCO₃的相对分子质量。2.计算二氧化硫(SO₂)中硫元素与氧元素的质量比。3.计算硝酸铵(NH₄NO₃)中氮元素的质量分数（精确到0.1%）。

综合层（鼓励完成）：4.比较相同质量的CO和CO₂中，氧元素的质量大小关系。5.某氧化物R₂O₃中，R元素的质量分数为70%，则R的相对原子质量是多少？

挑战层（学有余力选做）：6.某混合气体由SO₂和CH₄组成，其中硫元素的质量分数为32%，求混合气体中氧元素的质量分数。

反馈机制：基础层练习通过投影展示学生答案，进行快速集体核对。综合层和挑战层练习，采用小组互评与教师精讲相结合的方式。教师选取有代表性的解题过程（包括正确范例和典型错误）进行展示和剖析，重点讲解第4题的比例思路和第6题的“赋值法”或“方程组法”等解题策略。第四、课堂小结

“同学们，今天我们当了一回化学侦探，成功破译了化学式中的‘数字密码’。现在，请大家用一两分钟，在笔记本上画一个简单的思维导图，梳理一下我们解锁的三大核心技能。”引导学生回顾相对分子质量、元素质量比、元素质量分数的定义、计算方法和联系。请学生分享自己的梳理成果。“看来大家都抓住了关键：化学式是蓝图，相对原子质量是砖瓦，通过计算我们就能建造起认识物质定量组成的大厦。”布置分层作业：必做：教材对应课后练习题，并整理本节课的错题。选做：①调查市场上两种不同氮肥（如尿素和碳酸氢铵）的单价和含氮量，从经济角度分析购买哪种更划算。②自学了解“商品标签中营养素参考值%（NRV%）”的含义，并与元素质量分数的概念进行比较。六、作业设计

基础性作业（必做）：完成课本相关习题，重点巩固相对分子质量、元素质量比和元素质量分数的基本计算。要求学生书写规范，写出完整计算过程。

拓展性作业（建议大多数学生完成）：完成一份“我是营养分析师”微型报告。给定几种常见物质的化学式（如C₆H₁₂O₆葡萄糖、C₂H₅OH乙醇等），计算其中各元素的质量分数，并结合生活经验，写一段简短的分析（例如，从元素组成角度谈谈对葡萄糖作为能量物质的理解）。

探究性/创造性作业（选做）：1.调研计算：探究本地主要农作物所需的一种肥料，查找其有效成分的化学式，计算其中有效元素的理论含量，并与产品标签进行对比分析，撰写简要报告。2.趣味创作：设计一道有关化学式计算的、有现实情境的趣味应用题，并附上详细解答过程，与同学交换解答。七、本节知识清单及拓展

★1.相对分子质量（Mᵣ）：定义如前述。强调它是衡量分子（或化学式单元）相对大小的量，用于微观世界，与宏观物质的质量不同但成比例。计算时务必使用准确的相对原子质量，并注意原子个数。

★2.元素质量比：反映纯净物固定组成定律的定量表现。计算时先确保化学式正确，结果化为最简整数比。该比例与物质的质量无关，是物质的固有属性。

★3.元素质量分数：计算公式ω=(Ar×n)/Mr×100%。这是应用最广的计算，其值≤1（或≤100%）。理解公式中每个符号的意义是灵活运用的关键。

▲4.公式的逆用与变形：由Mr=(Ar×n)/ω，可求相对分子质量；由n=(ω×Mr)/Ar，可求原子个数，常用于推测化学式。这是逻辑推理能力的综合体现。

★5.计算的一般步骤：一审（审化学式、求什么），二查（查相对原子质量），三列（列算式，带公式），四算（准确计算），五查（检查化学式、计算过程、单位）。

▲6.微观与宏观的桥梁：元素质量分数将微观的化学式与宏观的物质成分含量直接联系起来。例如，已知Fe₂O₃中Fe的质量分数为70%，那么100吨赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）理论上最多含铁70吨。

★7.化学式的定量意义（补充）：化学式不仅表示物质的元素组成和原子个数比，从定量角度看，还表示：①该物质一个分子的相对质量（即Mᵣ）；②构成该物质的各元素质量比；③该物质中任一元素的质量分数。八、教学反思

（一）目标达成度评估：本节课预设的知识与技能目标通过阶梯式任务和分层训练，预计大多数学能达成。从巩固练习的完成情况看，基础计算正确率应较高，表明相对分子质量与元素质量分数的直接计算已基本掌握。然而，综合层第4题（比较不同物质中元素质量）和第5题（逆运算）可能成为分水岭，需在作业讲评中重点跟进。能力与思维目标方面，学生在任务二的合作计算与任务三的纯度关联计算中，展现了初步的信息整合与迁移能力，但将定量思维应用于全新复杂情境（如挑战题）仍需持续培养。

（二）教学环节有效性剖析：导入环节的生活化情境能有效激发动机，驱动性问题贯穿全课，结构完整。“分子模型”在任务一中的使用，有效降低了微观概念的理解难度，是必要的“脚手架”。新授环节的三个核心任务逻辑递进关系清晰，但任务二与任务三的过渡稍显急促，部分学生对“质量比”到“质量分数”的思维转换可能需要更形象的比喻（如从分蛋糕的“份额比”到“每人占整个蛋糕的百分比”）来辅助。心里想着：“如果在这里插入一个‘将质量比1:8转换为氢元素占整个水分子质量的几分之几’的引导性问题，衔接会不会更自然？”

（三）学生表现与差异化应对：课堂观察可见，学生呈现明显分层：约70%的学生能紧跟节奏，完成基础与部分综合任