第5节 用化学式表示物质 第1课时（培优教学课件）科学新教材浙教版七年级下册

第5节 用化学式表示物质 （第1课时 ） 第2章 物质的微观结构 浙教版七年级科学下册 化学式和化合价 目录 化学式 1 第2章　物质的微观结构 化合价 2 科学观念:通过模型建构化学式的概念，掌握化学式的书写规则，能用化学式表示物质的元素组成和微粒构成;知道一些常见元素的化合价，并能从原子核外电子排布角度分析化合价的形成，初步形成结构决定性质的科学观念。 科学思维:通过分子模型与化学式的配对活动，运用观察、比较、推理等思维方法，建立证据与解释之间的关系并提出合理的见解;通过对化学式书写规则的探寻，学习运用分类与比较的思维方法;能从宏观、微观和符号相结合的视角认识化学式和化合价。 学习目标 探究实践:通过收集说明书、观察模型、探寻科学史等手段获取和加工信息，自主探寻化学式和化合价的意义，培养学生的自主学习能力，提升科学探究能力。 态度责任:通过对药品等说明书的观察，使学生认识到科学与生活紧密关联，对科学促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识;通过自制科普小视频，体会科学家们为科学发展所做出的巨大努力，形成正确的科学态度，提升社会责任感。 学习目标 重点： 能用化学式表示常见物质的组成，能依据化合价书写化学式。 教学重难点 难点： 从宏观和微观角度理解化学式的意义，从微观角度初步认识化合价的形成。 课堂导入 01 / 情境观察 请仔细观察这两张来自不同国家的说明书，你们发现有什么符号是全球通用，不需要翻译的吗？ 💡 生活拓展： 除了药品，你还能在生活中的哪些地方找到类似的符号？ (如：食品包装、矿泉水瓶、化肥袋等) 课堂导入 聚焦 · 问题 C15H24O5 这个“神秘符号”究竟是什么？ 它为什么能成为全世界科学家都能看懂的 “世界语”？ 揭示 · 课题 今天，我们就来学习这种 国际通用的化学语言 化学式 01 化学式 第2章　物质的微观结构 一、认识化学式 —— 它是什么？ 📝 任务一：模型配对游戏 请同学们以小组为单位，观察右侧的分子模型，将其与对应的化学式卡片进行配对。 🤔 思考： 1. 你们是根据什么依据进行配对的？ 2. 如果让你来给“化学式”下一个定义，你会怎么说？ 甲烷 (CH4) 二氧化碳 (CO2) 水 (H2O) 💡 化学式的定义 用元素符号和数字的组合，来表示物质组成的式子。 它就像物质的“身份证号”，科学且简洁地描述了物质的构成。 元素符号 代表该物质由哪些元素组成。 数字 代表原子或离子的个数比。 注意 当个数为“1”时，通常省略不写。 一、认识化学式 —— 它是什么？ 单一物质的组成是固定不变的，通过实验测量，确定二氧化碳的化学式为CO2，该化学式有哪些含义呢? 宏观意义 · Macroscopic Meaning 1. 表示二氧化碳这种物质。 2. 表示二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的。 微观意义 · Microscopic Meaning 1. 表示一个二氧化碳分子。 2. 表示一个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。 一、认识化学式 —— 它是什么？ 模块二：解读化学式 —— 符号辨析 H • 宏观：表示氢元素。 • 微观：表示一个氢原子。 2H • 仅表示微观意义 • 表示两个氢原子。 (只有微观，无宏观含义) H₂ • 宏观：氢气；由氢元素组成。 • 微观：一个氢分子；由两个氢原子构成。 2H₂ • 仅表示微观意义 • 表示两个氢分子。 (系数“2”代表分子的个数) 💡 核心区别总结 ① 元素符号前的数字：表示原子或分子的个数(仅表微观意义)。 ② 元素符号右下角的数字：表示一个分子中所含该原子的个数。 一、认识化学式 —— 它是什么？ 模块三：书写化学式——规则是什么？ 任务三：探寻化学式规则 | 观察以下物质，尝试从物质分类（单质、化合物）的角度，寻找书写化学式的规律。 单质化学式书写规则 ● 金属、固态非金属、稀有气体：直接用元素符号表示。如：Fe (铁), C (碳), He (氦), S (硫), Al (铝)。 ● 气态非金属单质：通常由双原子分子构成，需在元素符号右下角标“2”。如：H₂ (氢气), O₂ (氧气), N₂ (氮气)。 化合物化学式书写规则 写法：“正前负后” 1.一般把正价元素（或原子团）写在左边，负价元素（或原子团）写在右边，遵循化合价代数和为零的原则。 2.化合物中该元素的原子个数用数字标记在元素符号的右下角，当某种组成元素原子个数是 1 时，1 省略不写，如 H2O； 3.氧元素与另一元素组成的化合物，一般要把氧元素符号写在右边，如 CO2； 4.金属元素与非金属元素组成的化合物，一般要把非金属元素符号写在右边，如NaCl 一、认识化学式 —— 它是什么？ 模块三：书写化学式——规则是什么？ 任务三：探寻化学式规则 | 观察以下物质，尝试从物质分类（单质、化合物）的角度，寻找书写化学式的规律。 化学式的读法 由两种元素组成的化合物的名称，一般读作“某化某”，如 CuO 读作“氧化铜”。有时还要读出化学式中各种元素的原子个数，如 P2O5 读作“五氧化二磷”，CO2，读作“二氧化碳”。 一、认识化学式 —— 它是什么？ 模块三：书写化学式——规则是什么？ 根据化学式的书写规则，请写出下列物质的化学式 单质 （1）氢气、氮气、氯气（每个分子含有 2 个原子） （2）臭氧气体（每个分子含有 3 个氧原子） （3）铝、铜 （4）金刚石、固态磷 （5）氖气、氩气（稀有气体，每个分子含有 1 个原子） 化合物 （1）一氧化碳、一氧化氮、氯化氢 （2）二氧化硫、二氧化氮、三氧化硫 （3）氯化钠、氧化镁、四氧化三铁 一、认识化学式 —— 它是什么？ 1. 液态氧、冰的化学式分别应该怎样写？ 02 化合价 第2章　物质的微观结构 二、化合价 01 / 动笔试一试 请根据你的直觉，写出下列两种常见化合物的化学式： 氧化镁 (Mg + O) 氯化铝 (Al + Cl) 02 / 深度追问 ❓ 为什么氧化镁不能写成MgO₂，而氯化铝不能写成AlCl？ ❓ 物质中不同原子的个数比，究竟是由什么神秘力量决定的？ 03 / 答案揭晓 化合价 Valence 决定原子相互结合的 “结合密码” 二、化合价 化合物有固定的组成，即形成化合物的元素有固定的原子个数比。例如，甲烷分子由碳原子与氢原子构成，这两种原子的个数比为1∶4，其化学式为CH4。 根据表2.5-2中化合物的化学式，分析相应物质中的原子个数比。 表 2.5-2化学式原子个数比 化学式 HCl CaO H2O SO3 Fe2O3 原子个数比 二、化合价 不同元素的原子相互结合时，其原子个数比并不一定是 1∶1，如 H 与Cl 以原子个数比 1∶1 结合形成 HCl，Ca 和 O 以原子个数比 1∶1 结合形成CaO，H 和 O 以原子个数比 2∶1 结合形成 H2O。我们是如何知道不同元素以什么样的原子个数比结合的呢？ 二、化合价 一般情况下，我们可以通过元素的化合价（valence）认识化合物中原子个数比。元素的化合价有正、有负，化合物中正、负化合价的代数和为零。例如，图 2.3-11 所示，钠原子失去一个电子，表现 +1 价，氯原子得到一个电子，表现 -1 价，且氯化钠中正、负化合价代数和为零，所以物质不带电。 二、化合价 钠原子 (Na) 最外层有1个电子，容易失去，形成带1个单位正电荷的钠离子 (Na⁺)。 结论：钠元素显+1 价 氯原子 (Cl) 最外层有7个电子，容易得到1个电子，形成带1个单位负电荷的氯离子 (Cl⁻)。 结论：氯元素显-1 价 💡 核心原则 ①化合物中：正负化合价的代数和为零。 | ②单质中：元素的化合价为零。 二、化合价 知道了一种元素的化合价（写在元素符号的正上方），怎样根据化学 式推断出另一种元素的化合价？ 表 2.5-3元素化合价的推断 二、化合价 化合价规律速记 请翻开教材第85页，查看表 2.5-4 “常见元素的化合价”。观察规律： ⚡金属元素通常显正价，非金属元素通常显负价。 🔄 许多元素在不同的物质中可显不同的化合价（例如：铁元素有 +2 价和 +3 价）。 二、化合价 在确定元素化合价时，还需要注意以下几点： 1 .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。 2 .一些元素在不同物质中可显不同的化合价。 3 .元素的化合价是元素的原子之间形成化合物时表现出来的一种性质。在单质中，元素的化合价为0。有一些物质，如NaOH、CaCO3、NH4Cl等，它们中的一些带电的原子团（属于离子），如OH-、CO32-、NH4+，常作为一个整体参加反应，这样的原子团，又叫作根，根也有化合价，如氢氧根化合价为-1。 二、化合价 认识“原子团”（根） 由多个原子形成的、在许多化学反应中作为一个整体参加反应的带电原子集团，称为原子团，也常称作“根”。原子团也有对应的化合价。 硫酸根 显 -2 价 氢氧根OH⁻ 显 -1 价 💡 结论：原子团的化合价 = 其所带的电荷数 原子团 离子符号 电荷 化合价 氢氧根 OH- -1 -1 硝酸根 NO3- -1   铵根 NH4+ +1   硫酸根 SO42- -2   碳酸根 CO32- -2 表2.5-5原子团的化合价 二、化合价 应用化合价——书写步骤（十字交叉法） 任务：根据化合价，正确写出氯化铝的化学式（已知：Al 为 +3 价，Cl 为 -1 价）。 01 “写” — 定顺序 正价元素在前，负价在后 示例：Al Cl 02 “标” — 标化合价 在元素符号正上方标出 03 “叉” — 十字交叉 绝对值交叉作为原子个数 示例：Al1Cl₃ 04 “查” — 化简检验 代数和为零，省略数字“1” 结果：AlCl₃ 💡 特别强调：原子团处理 若原子团的个数大于 1，必须先用括号将原子团括起来，再在右下角标上数字。例如：硫酸铝Al2(SO4)3。 二、同位素 ▍ 核心定义 原子核内质子数相同、中子数不同的同类原子，互为同位素原子。这是判定同位素的根本依据。 ▍ 关键特征：同与异 质子数相同 属于同一种元素 中子数不同 导致原子质量不同 ▍ 逻辑关系 元素是互为同位素的原子的总称，同位素是微观层面的原子个体。 图示：氢的三种同位素（氕、氘、氚）原子结构对比 什么是同位素？ 二、同位素 如何区分同位素？ 元素符号法 ▍ 核心书写规则 在元素符号的左上角标注该原子的质量数（质量数 = 质子数 + 中子数）。这是国际通用的标准科学记法。 典型应用示例： • 氢的同位素：氕()、氘()、氚() • 氧的同位素：、、 元素名称法 ▍ 通俗命名规则 在元素的中文名称（或化学符号）后面，直接连接短横线和质量数。形式直观，广泛用于科普与日常交流。 典型应用示例： • 碳同位素：碳-12 (C-12)、碳-14 (C-14) • 铀同位素：铀-235 (U-235)、铀-238 (U-238) 二、同位素 氢的“三兄弟”：氕、氘、氚 氕 () · 最常见同位素 原子核内仅有1个质子，无中子。在自然界中丰度极高，超过 99.9%。 氘 (/ D) · 重氢 含1个质子 + 1个中子。其氧化物“重水”(D₂O) 是核反应堆中理想的中子减速剂。 氚 (/ T) · 放射性同位素 含1个质子 + 2个中子。具β放射性，在军事热核武器与科学研究中具有关键作用。 二、同位素 碳的同位素：考古学的“时钟” ▍ 碳-14 (¹⁴C) 测年原理 生物存活时，体内碳-14含量与大气保持平衡。死亡后，碳-14停止补充并以固定半衰期（约5730年）进行放射性衰变，含量随时间呈指数递减。 ▍ 考古年代测定方法 通过高精度仪器测量化石、木头等考古样本中剩余的碳-14含量，结合衰变公式进行计算，即可精准推算出生物体的死亡年代，是考古界的核心测年技术。 03 课堂小结 第2章　物质的微观结构 三、课堂小结 04 课堂练习 第2章　物质的微观结构 四、课堂练习 如图是小瑞四人小组的同学对该反应微观示意图中某一物质的化学式意义的描述，该物质可能是（　　） A．S B．O2 C．SO2 D．SO3 四、课堂练习 【答案】B 【解答】解：根据题意，该物质由同种元素组成，1个分子由2个原子构成。 A、S表示为硫这种物质、一个硫原子，该物质是同种元素组成，是由原子直接构成的，故选项错误。 B、O2表示氧气这种物质，一个氧分子，表示一个氧分子是由2个原子构成的，故选项正确。 C、SO2表示二氧化硫这种物质、一个二氧化硫分子，二氧化硫是由硫、氧两种元素组成的，一个二氧化硫分子是由3个原子构成的，故选项错误。 D、SO3表示三氧化硫这种物质、一个三氧化硫分子，三氧化硫是由硫、氧两种元素组成的，一个三氧化硫分子是由4个原子构成的，故选项错误。 故选：B。 四、课堂练习 复旦大学研究团队捕捉到含+9价元素的物质，打破了元素化合价处于﹣4到+8的经典化学理论。下列微粒中含有+9价元素的是（　　） A．IO3− B．IrO4+ C．MnO4− D．FeO42− 四、课堂练习 【答案】B 【解答】解：氧的化合价是﹣2价，原子团中元素的化合价代数和等于原子团的化合价，化合价的数值等于离子所带电荷的数值，且符号一致。 A、设I的化合价是x，则有：x+（﹣2）×3＝﹣1，x＝+5，不符合题意； B、设Ir的化合价是y，则有：y+（﹣2）×4＝+1，y＝+9，符合题意； C、设Mn的化合价是z，则有：z+（﹣2）×4＝﹣1，z＝+7，不符合题意； D、设Fe的化合价是n，则有：n+（﹣2）×4＝﹣2，n＝+6，不符合题意。 四、课堂练习 下列化学符号中的数字“2”表示的意义不正确的是（　　） A．CO2：“2”表示一个二氧化碳分子含有两个氧原子 B．2NH4+：“2”表示两个铵根离子 C．2Cl：“2”表示两个氯元素 D．MgO：“+2”表示氧化镁中镁元素的化合价为+2 +2 四、课堂练习 【答案】C 【解答】解：A、根据标在元素符号右下角的数字表示一个分子中所含原子的个数；因此CO2中“2”表示每个二氧化碳分子中含有2个氧原子，选项说法正确，故A不合题意； B、根据标在离子符号前面的数字表示离子的个数，故2NH4+中2表示两个铵根离子，选项说法正确，故B不合题意； C、根据标在元素符号前面的数字表示原子个数，因此2Cl中“2”表示氯原子的个数是2，元素不能论个数，选项说法错误，故C符合题意； D、根据标在元素符号正上方的数字表示物质中该元素的化合价，MgO中的2表示镁元素的化合价为+2价，选项说法正确，故D不合题意。 故选：C。 +2 05 提升训练 第2章　物质的微观结构 五、提升训练 （1）用符号表示下列物质或微粒：2个亚铁离子 　 　 ；5个甲烷分子 　 　 ；3个氖原子 　 　 ；保持氧气化学性质的最小粒子 　 　 。 （2）判断下列化学符号中“2”的意义，并将其序号写在相应位置。 ①CO2 ②MgO ③SO42− ④2NH3 表示化合物中元素的化合价 　 　 ；表示分子的个数 　 　 。 （3）现有铁屑、硫粉、硫化亚铁、氧化汞和海水五种物质，为了区分它们，小钱参照二歧分类检索制作了一个物质检索表，如表所示，请分析丙是 　 　 ，2b处应填写 　 。 +2 五、提升训练 【答案】（1）2Fe2+；5CH4；3Ne；O2。 （2）②；④。 （3）氧化汞；只含有一种元素。 【解答】解：（1）离子的表示方法：在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，若表示多个该离子，就在其元素符号前加上相应的数字，2个亚铁离子表示为2Fe2+；分子的表示方法：正确书写物质的化学式，其化学式表示该物质的一个分子，表示多个该分子，就在其化学式前加上相应的数字，5个甲烷分子表示为5CH4；原子的表示方法就是用元素符号来表示一个原子，表示多个该原子，就在其元素符号前加上相应的数字，3个氖原子表示为3Ne；保持氧气化学性质的最小粒子是氧气分子，表示为O2。 五、提升训练 （2）①CO2中“2”表示一个二氧化碳分子中含有2个氧原子； ②MgO中“2”表示氧化镁的化合价为+2价； ③SO42−中“2”表示1个硫酸根离子带有2个单位的负电荷； ④2NH3中“2”表示2个氨气分子； 表示化合物中元素的化合价的是②；表示分子个数是④。 （3）现有铁屑、硫粉、硫化亚铁、氧化汞和海水五种物质，为了区分它们，丙中不含有铁元素是氧化汞。2b处应填写只含有一种元素。 故答案为：（1）2Fe2+；5CH4；3Ne；O2。 （2）②；④。 （3）氧化汞；只含有一种元素。 +2 $