4.3物质组成的表示（第2课时）教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

《物质组成的表示》第二课时 教学设计 人教版九年级化学上册 · 第四单元 自然界的水 · 课题3 一、课标分析 依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》“物质组成的表示”主题要求，知道可以用符号表示物质的组成，知道常见元素的化合价，学习用化学式表示常见物质组成的方法。学业要求为能用化学式表示某些常见物质的组成，能分析常见物质中元素的化合价，能从宏观与微观、定性与定量相结合的视角说明化学式的含义。本课是在第一课时认识化学式意义的基础上，进一步学习化合价这一工具性知识，为后续正确书写化学式、进行物质组成的定量计算奠定基础，是连接宏观物质与微观符号的关键桥梁。 二、四维核心素养 化学观念：深化“物质由元素组成”的认识，理解化合价是元素原子化合时的数量关系，形成符号化思维。 科学思维：通过归纳化合价一般规律，发展比较、分类、演绎推理能力，学会从数据中提炼规律。 科学探究：在活动中探究化合价与离子符号的异同，体验从宏观现象到微观本质的认知过程。 科学态度与责任：体会化学符号的简洁严谨之美，养成实事求是的科学态度与规范表达的习惯。 三、教学重难点 重点：记住常见元素和原子团的化合价；能依据化合价书写常见化合物的化学式。难点：化合价概念的建立与理解；根据化合价推导化学式的一般思路与步骤，以及同一元素在不同化合物中显示不同化合价的辨析。 四、设计思路 本课以“为实验室药品柜制作规范标签”为驱动项目，将化合价知识嵌入真实任务情境。学生在第一课时已初步认识化学式及其意义，本课从“为什么不同元素化合时原子个数比固定”这一问题切入，引导学生通过观察多组化合物的组成数据，自主发现化合价规律。教学按照“初识化合价—识记化合价—应用化合价—检验化合价”四个递进任务展开，采用小组合作、口诀助记、对比辨析等方式，让学生在解决实际标签问题的过程中掌握化合价工具，实现从知识识记到能力迁移的跃升。 五、项目教学过程设计 （一）项目导入：实验室的标签难题 教师展示学校化学实验室药品柜的照片，提出问题：新学期伊始，实验室购入了一批新的化学药品，管理员老师需要为每一瓶药品制作规范的标签。但是老师发现，不同厂家给出的说明书上，物质的化学式写法五花八门，有的多一个数字，有的少一个角标，到底怎样写才是规范的呢？ 学生围绕教师提出的问题展开讨论：有的同学说以前见过的化学式好像是固定的，有的同学说不太清楚为什么有的右下角有数字有的没有。教师顺势引导：要想写出规范的化学式，就必须掌握今天要学习的新工具——化合价。 教师明确本课项目任务：全班分为若干小组，每组负责为五种指定药品制作规范标签。标签上需要准确写出物质的化学式，并且说明化学式中各元素的化合价是如何确定的。最终每组展示成果，由全班共同评选出最规范、最清晰的标签作品。 （二）任务一：初识化合价——为什么原子个数比固定 【活动1-1】观察与发现 教师向学生展示一组常见化合物的组成数据表，包括氯化钠、水、二氧化碳、五氧化二磷等物质，列出每种化合物中所含元素的种类以及不同元素原子之间的个数比。请同学们仔细观察这张表格，思考一个问题：不同的元素相互化合的时候，原子之间的个数比是不是可以随便变化的？ 学生分组观察、讨论，很快发现：每一种化合物中，不同元素的原子个数比都是固定不变的。比如水中氢原子和氧原子的个数比总是二比一，氯化钠中钠原子和氯原子的个数比总是一比一。教师进一步追问：为什么这个比值是固定的，而不是任意的呢？这背后隐藏着元素的一种什么性质？ 在学生充分思考的基础上，教师给出化合价的概念：化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质，它决定了原子之间相互化合的数目关系。也就是说，不同元素的原子之间按一定的数目比例相互结合，这个比例就是由化合价决定的。教师特别强调：化合价是元素的性质，描述时应该说“某元素的化合价”，而不能说“某原子的化合价”，这是一个需要注意的规范表达。 【活动1-2】化合价的表示方法 教师在黑板上示范化合价的标注方法：化合价要标注在元素符号的正上方，正负号写在数字前面。同时，教师将化合价的标注与学生已经学过的离子符号进行对比展示，引导学生找一找二者有什么不同。 学生通过对比很快发现了区别：第一，位置不同，化合价标在元素符号正上方，离子符号标在右上角；第二，数字和正负号的顺序不同，化合价是正负号在前、数字在后，离子符号是数字在前、正负号在后；第三，当数值为一时，化合价中的“1”不能省略，而离子符号中的“1”要省略不写。教师将这些区别整理在黑板上，方便学生记忆。 【活动1-3】化合价的一般规律 教师请同学们阅读教材中常见元素化合价的表格，以小组为单位，尝试从表格中归纳出化合价的一般规律。学生小组讨论后，各组代表发言，教师逐步引导、补充，最终共同总结出以下几条规律： 第一，金属元素在化合物中一般显正价，非金属元素一般显负价。因为金属原子容易失去电子，非金属原子容易得到电子。第二，氧元素在通常的化合物中显负二价，氢元素通常显正一价，这是两个需要特别记住的常见化合价。第三，在单质中，元素的化合价为零。因为单质没有与其他元素化合，所以化合价为零。第四，在任何化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。这一条是化合价最重要的规律，也是我们后面进行计算的根本依据。 教师特别提醒学生注意：有一些元素在不同的化合物中可以显示不同的化合价，这就是变价元素。比如铁元素，在不同物质中可以显示正二价，也可以显示正三价。我们后面会专门学习怎样根据化学式来确定具体某一种物质中某元素的化合价。 （三）任务二：识记化合价——常见元素和原子团的化合价 【活动2-1】常见元素化合价口诀 教师告诉学生：化合价的种类很多，全部记住有一定难度，但是我们可以通过口诀的方式来帮助记忆。教师展示化合价口诀：一价氢氯钾钠银，二价氧钙钡镁锌，三铝四硅五价磷，二三铁、二四碳，二四六硫都齐全，铜汞二价最常见。 教师带领学生朗读口诀，逐句解释每一句对应的是哪些元素的什么化合价。然后安排小组竞记活动：小组内同学互相提问，一个同学说元素名称，另一个同学快速说出化合价，看看哪一组记得又快又准。 在学生记忆的过程中，教师巡视指导，发现学生容易混淆的地方及时提醒。比如氯元素是一价，但通常是负一价，在口诀里它和氢钾钠银放在一起，要注意区分正负。教师还引导学生找规律：同一族的元素化合价往往相似，比如碱金属元素都是正一价，碱土金属都是正二价，这样可以成组记忆，提高效率。 【活动2-2】原子团的化合价 教师引入原子团的概念：在许多化学反应里，有一些原子集团，它们好像一个整体一样参加反应，这样的原子集团叫做原子团，又叫做根。原子团也有化合价，它的化合价等于原子团中各元素化合价的代数和。 教师介绍五种常见的原子团：氢氧根、硝酸根、硫酸根、碳酸根、铵根，并分别说明它们的化合价。教师特别提醒：铵根是原子团中少数显正价的，其他大多数原子团都显负价，这一点要特别记住。 教师请同学们尝试用刚学过的“化合物中正负化合价代数和为零”的规律，自己算一算氢氧根的化合价到底是多少。学生计算后发现：氢元素显正一价，氧元素显负二价，加起来正好是负一价，和老师说的一样。通过这个小计算，学生不仅加深了对原子团化合价的理解，也巩固了“代数和为零”这一规律的应用。 【活动2-3】化合价记忆闯关 教师组织化合价记忆闯关活动。第一关：教师说出元素名称，学生集体说出化合价。第二关：教师展示几种物质的名称，学生快速说出其中各元素的化合价。第三关：小组内互相出题，互相考查。每闯过一关，小组内就击掌庆祝一次。 教师在闯关过程中及时发现学生记忆中的薄弱环节，进行针对性强化。比如有的同学总是把铁的两个化合价搞混，教师就补充说明：正三价的铁叫“铁”，正二价的铁叫“亚铁”，就像三价铁的化合物读作“某化铁”，二价铁的化合物读作“某化亚铁”。这样学生就通过名称上的差异把两个化合价区分开了。 （四）任务三：应用化合价——根据化合价书写化学式 【活动3-1】书写化学式的一般步骤 教师过渡：我们已经知道了化合价，也记住了常见元素的化合价，那到底怎样利用化合价来写出规范的化学式呢？教师以“氧化铝”为例，一步步讲解书写化学式的一般步骤。 第一步，写出组成物质的元素符号，一般把显正价的元素写在左边，显负价的写在右边。氧化铝中铝元素显正三价，氧元素显负二价，所以铝写在左，氧写在右。第二步，在元素符号的正上方标出各元素的化合价。第三步，求两种元素化合价绝对值的最小公倍数，用最小公倍数分别除以各元素的化合价绝对值，得到的就是该元素的原子个数。第四步，把原子个数写在相应元素符号的右下角，就得到了化学式。第五步，检验一下：把各元素的化合价乘以原子个数，加起来看是不是等于零，如果等于零就说明写对了。 【活动3-2】实践练习 教师布置实践任务：请同学们按照刚刚学过的步骤，分别写出氧化镁、氧化铜、氯化钠、氯化钾四种物质的化学式。写好之后小组内互相检查，看看谁写得又快又规范。 学生动笔书写，教师巡视指导。教师发现有的同学在写的时候，原子个数的位置放错了，有的把数字写在了元素符号的右上角，还有的忘记了“1”要省略。教师及时纠正这些错误，并且请几位同学到黑板上板演，全班共同点评。 在学生基本掌握之后，教师增加难度：请写出硫酸铝的化学式。这时候学生需要考虑原子团的个数问题。教师引导：当原子团的个数大于等于两个的时候，要先用括号把原子团括起来，再在括号外面右下角写个数。如果原子团个数是一，就不需要加括号。 【活动3-3】特殊情况讨论 教师引导学生讨论几个书写化学式时的特殊情况。第一，是不是所有正价元素都写在左边？大部分是的，但也有例外，比如氨气中氮元素显负价，却写在左边，氢元素写在右边。这是约定俗成的写法，需要特殊记忆。第二，化学式中原子个数为一的时候，“1”要不要写？答案是省略不写。第三，原子团个数大于一的时候必须加括号，个数是一的时候不加括号。 教师请同学们对照自己刚才写的几个化学式，检查一下有没有违反这些规则的地方。学生逐一自查、修改，进一步规范了化学式的书写。 （五）任务四：检验化合价——根据化学式求元素化合价 【活动4-1】解题依据回顾 教师引导学生回顾前面学过的最重要的一条规律：在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。这条规律不仅可以帮助我们书写化学式，反过来，我们也可以用它来根据化学式计算其中某一种元素的化合价。 【活动4-2】例题解析 教师以高锰酸钾为例，讲解怎样根据化学式求锰元素的化合价。教师一步步分析：首先，高锰酸钾中钾元素是正一价，氧元素是负二价，这些都是已知的。然后，我们设锰元素的化合价为未知数，根据“正负化合价代数和为零”这一规律，把已知的和未知的加起来等于零，就可以解出未知数了。 教师把解题过程一步步写在黑板上，边写边讲解思路：先标出已知元素的化合价，再设未知元素的化合价，然后根据代数和为零列等式，最后求解。教师特别强调：解出来的结果一定要带上正负号，因为化合价是有正负之分的，只写数字是不完整的。 【活动4-3】巩固练习 教师布置巩固练习：第一题，求氯酸钾中氯元素的化合价；第二题，求硫酸中硫元素的化合价。请同学们独立完成，然后小组内互相讨论，看看结果是否一致。 学生动笔计算，教师巡视。完成后请两位同学到黑板上板演解题过程，全班共同核对。教师重点讲解学生容易出错的地方：比如氯酸钾中有三个氧原子，计算的时候不要忘记乘以三；硫酸中有四个氧原子，也要记得乘以相应的个数。 教师进一步拓展：同一元素在不同物质中可以显示不同的化合价。比如刚才算的高锰酸钾和锰酸钾，看起来名字很像，化学式也很像，但是其中锰元素的化合价是不一样的。这就告诉我们，不能只看元素名称来记化合价，一定要根据具体的化学式来计算。 【活动4-4】化合价变价与命名 教师引导学生发现：很多元素都有可变的化合价，那我们在称呼这些物质的时候，怎样区分它们呢？教师举例说明：铁元素有正二价和正三价，三价铁的化合物直接叫“某化铁”，二价铁的化合物叫“某化亚铁”。这样，光从名称上我们就能判断出其中铁元素是几价了。 学生对这个规律表现出浓厚的兴趣，纷纷举例验证：比如氧化铜和氧化亚铜，前者铜是正二价，后者铜是正一价；三氧化二铁和氧化亚铁，前者铁是正三价，后者铁是正二价。通过这样的对比，学生把化合价和物质命名联系在了一起，理解更加深刻。 （六）项目成果展示与评价 教师组织各组展示本组制作的药品标签。每组推选一位代表，上台展示本组为五种药品制作的标签，并讲解每一个化学式是怎样根据化合价写出来的，标签上还标注了各元素的化合价。 展示完毕后，开展互评活动：全班同学对每一组的标签进行评价，从“化学式是否正确”“化合价标注是否规范”“标签设计是否清晰美观”三个维度进行打分。教师最后做总结点评，肯定各组的优点，指出共性的问题，比如有的小组在原子团个数大于二的时候忘记加括号，有的小组把化合价的正负号位置标错了。 请各组根据互评和教师点评的意见，对本组的标签进行修改完善。修改完成后，教师宣布：这些规范的标签将被采纳，交给实验室管理员老师，真正用到实验室的药品柜上。学生听到自己的作品要被实际使用，都感到非常自豪，参与热情高涨。 （七）课堂小结 教师带领学生一起梳理本课的知识脉络：我们从实验室标签的问题出发，认识了化合价这一重要工具。首先，我们知道了化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的性质，了解了化合价的一般规律。然后，我们学习了常见元素和原子团的化合价，通过口诀帮助记忆。接着，我们掌握了化合价的两大应用：一是根据化合价书写化学式，二是根据化学式求某元素的化合价。最后，我们把这些知识用到了制作药品标签的实际任务中。 教师强调：化合价是初中化学最重要的工具性知识之一，后面我们学习化学方程式、学习酸、碱、盐，都离不开化合价。所以同学们一定要把常见元素的化合价记牢，把根据化合价写化学式和根据化学式求化合价这两项基本功练扎实。 六、板书设计 课题3 物质组成的表示（第二课时）——化合价 一、化合价 1. 定义：元素的原子形成化合物时表现出来的性质 2. 一般规律： ① 金属元素显正价，非金属元素显负价 ② 氧通常负二价，氢通常正一价 ③ 单质中元素化合价为零 ④ 化合物中正负化合价代数和为零 二、常见化合价 口诀：一价氢氯钾钠银，二价氧钙钡镁锌…… 原子团：氢氧根、硝酸根、硫酸根、碳酸根、铵根 三、化合价的应用 1. 根据化合价写化学式 步骤：写元素符号 → 标化合价 → 求原子个数 → 验对错 2. 根据化学式求化合价 依据：正负化合价代数和为零 学科网（北京）股份有限公司 $