第3節(jié)物質(zhì)組成的表示和分析第3課時(shí)依據(jù)化學(xué)式的計(jì)算一、知識(shí)目標(biāo)1.能根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行物質(zhì)組成的簡(jiǎn)單計(jì)算；2.能根據(jù)相關(guān)標(biāo)簽或說(shuō)明書辨識(shí)某些食品、藥品的主要成分，并能比較、分析相應(yīng)物質(zhì)的含量；3.能看懂某些商品標(biāo)簽或說(shuō)明書上標(biāo)示的物質(zhì)成分及含量。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從宏觀上辨識(shí)商品標(biāo)簽、說(shuō)明書中的物質(zhì)成分和含量信息，并能從微觀角度（化學(xué)式）理解這些數(shù)據(jù)的計(jì)算原理，建立“宏觀-微觀-符號(hào)”三重表征的思維方式，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性與統(tǒng)一性。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能基于化學(xué)式這一模型，通過(guò)計(jì)算（如相對(duì)分子質(zhì)量、元素質(zhì)量比、元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等）獲取物質(zhì)組成的定量證據(jù)，并運(yùn)用這些證據(jù)對(duì)不同物質(zhì)中的元素含量進(jìn)行比較、分析和推理，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：能主動(dòng)關(guān)注并探究食品、藥品等商品標(biāo)簽中的科學(xué)信息，基于計(jì)算和比較，對(duì)商品成分及其含量提出有依據(jù)的判斷或質(zhì)疑，初步形成科學(xué)選購(gòu)、合理使用的意識(shí)，體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用價(jià)值。一、學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.能根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行物質(zhì)組成的簡(jiǎn)單計(jì)算。二、學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.能看懂某些商品標(biāo)簽或說(shuō)明書上標(biāo)示的物質(zhì)成分及含量。一、依據(jù)化學(xué)式的計(jì)算1.計(jì)算物質(zhì)組成元素的質(zhì)量比元素質(zhì)量比的計(jì)算公式：元素質(zhì)量比=（各元素的相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)）之比。參照示例計(jì)算：計(jì)算CO2中碳、氧元素的質(zhì)量比：①查出C、O的相對(duì)原子質(zhì)量：C為12，O為16；②明確CO2中原子個(gè)數(shù)比：碳原子數(shù)：氧原子數(shù)=1:2；③計(jì)算質(zhì)量比：12:(16×2)=3:8。2.計(jì)算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義：組成元素的質(zhì)量在物質(zhì)總質(zhì)量中所占的比，可用百分?jǐn)?shù)表示。計(jì)算公式：某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%示例：Fe?O?中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=70%3.元素質(zhì)量與物質(zhì)質(zhì)量的換算某元素的質(zhì)量=化合物的質(zhì)量×該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?；衔锏馁|(zhì)量=某元素的質(zhì)量÷該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。計(jì)算：36g水中含氫元素的質(zhì)量=36g×(×100%)=4g一、新課導(dǎo)入問(wèn)題思考：碳酸鈣片說(shuō)明書圖片，重點(diǎn)標(biāo)注“主要成分：碳酸鈣、規(guī)格：0.75g/粒、每片中碳酸鈣含量≥80%、用量：每日一次，一次2粒”。同學(xué)們觀察這份說(shuō)明書，能算出每天服用2粒鈣片補(bǔ)充的鈣元素質(zhì)量嗎？答案：不太清楚，需要知道碳酸鈣中鈣元素的含量。二、計(jì)算物質(zhì)組成元素的質(zhì)量比問(wèn)題計(jì)算：參考例子，計(jì)算CO2中碳、氧兩種元素的質(zhì)量比。答案：①查出C、O元素的相對(duì)原子質(zhì)量：C=12，O=16；②明確CO2中原子個(gè)數(shù)比：C:O=1:2；③計(jì)算C、O元素的質(zhì)量比：12:(16×2)=3:8。問(wèn)題練習(xí)：試計(jì)算下列化合物各元素質(zhì)量比:1.碳酸鈣CaCO3：2.硝酸銨NH4NO3：3.尿素CO(NH2)2：答案：1.碳酸鈣CaCO3：m(Ca):m(C):m(O)=40:12:48=10:3:12；2.硝酸銨NH4NO3：m(N):m(H):m(O)=(14×2):(1×4):(16×3)=7:1:12；3.尿素CO(NH2)2：m(C):m(O):m(N):m(H)=12:16:28:4=3:4:7:1問(wèn)題思考：36g水中含有多少克氫元素，多少克氧元素？從分析水的化學(xué)式中含氫、氧元素的質(zhì)量占總質(zhì)量的比例入手，試著進(jìn)行計(jì)算。答案：m（H）：m（O）=2：16=1：8氫元素占1/9，氧元素占8/9m（H）=36g×1/9=4gm（O）=36g×8/9=32g典例：某氮的氧化物中，氮、氧元素的質(zhì)量比為7：16，該氧化物的化學(xué)式為。答案：NO2。設(shè)氮的氧化物化學(xué)式為NxOy，m(N):m(O)＝(14x):(16y)＝7:16，x:y＝1:2，所以該氧化物的化學(xué)式為NO2。問(wèn)題反思：為什么設(shè)化學(xué)式為NxOy？比例式的依據(jù)是什么？答案：因?yàn)椴恢涝觽€(gè)數(shù)比，用未知數(shù)表示；依據(jù)是元素質(zhì)量比等于相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)之比。三、計(jì)算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)問(wèn)題計(jì)算：Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=×100%=70%問(wèn)題練習(xí)：計(jì)算：（1）CaCO3中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；（2）NH4NO3中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：（1）CaCO3中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=40%；NH4NO3中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=35%。典例：下列含碳化合物中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小順序?yàn)椤＂貱H4②C2H2③C2H4答案：②>③>①。分別計(jì)算：①CH4中C%=12/16×100%=75%；②C2H2中C%=（12×2）/26×100%≈92.3%；③C2H4中C%=（12×2）/28×100%≈85.7%；得出順序：C2H2＞C2H4＞CH4。問(wèn)題反思：有沒(méi)有更簡(jiǎn)便的方法比較？答案：碳?xì)湓觽€(gè)數(shù)比越大，碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高。四、元素質(zhì)量與物質(zhì)質(zhì)量的換算問(wèn)題應(yīng)用1：0.75g的碳酸鈣中，含有多少克鈣元素？答案：m(Ca)=m(CaCO3)××100%=0.75g×40%=0.3g。問(wèn)題應(yīng)用2：0.75g的鈣片（碳酸鈣含量≥80%）中，含有多少克鈣元素？答案：首先計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量：m(CaCO3)=0.75g×80%=0.6g。再計(jì)算鈣元素質(zhì)量：m(Ca)=0.6g×40%=0.24g=240mg。因此，每日服用2粒，攝入鈣元素質(zhì)量為：240mg×2=480mg。學(xué)以致用：某地氮肥的銷售價(jià)格為：碳酸氫銨（NH4HCO3）550元/噸，尿素［CO(NH2)2］2800元/噸。某農(nóng)民各用1000元錢購(gòu)買兩種氮肥，哪種氮肥中氮元素的質(zhì)量較大？答案：①計(jì)算1000元購(gòu)買的質(zhì)量：m(碳酸氫銨)=1000元÷550元/噸≈1.818噸，m(尿素)=1000元÷2800元/噸≈0.357噸；②計(jì)算氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)：碳酸氫銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%≈17.72%，尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%≈46.67%；③計(jì)算氮元素質(zhì)量：碳酸氫銨中的m(N)=1.818噸×17.72%≈0.322噸，尿素中的m(N)=0.357噸×46.67%≈0.166噸；④結(jié)論：碳酸氫銨含氮量更高。典例：計(jì)算60gNH4NO3中含有的氮的質(zhì)量。答案：21g。m(N)＝m(NH4NO3)×N元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝60g×35％＝21g，60gNH4NO3中含有的氮的質(zhì)量為21g。1.花椒麻素(C16H25NO)是花椒呈麻味的主要成分，下列關(guān)于花椒麻素的說(shuō)法正確的是（）A．含有NO分子B．碳、氧元素的質(zhì)量比為16：1C．氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大D．由四種元素組成【答案】D【解析】A選項(xiàng)，花椒麻素（C??H??NO）是由分子構(gòu)成的純凈物，其分子中含有N原子和O原子，不存在NO分子，A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，碳、氧元素的質(zhì)量比為（12×16）:16=12:1，而非16:1，B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)，花椒麻素中碳、氫、氮、氧元素的質(zhì)量比為（12×16）:25:14:16=192:25:14:16，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，由化學(xué)式可知，花椒麻素由碳、氫、氮、氧四種元素組成，D正確。2.冬季，汽車水箱中常加入防凍液乙二醇，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖。請(qǐng)回答：（1）乙二醇的化學(xué)式為____________。（2）乙二醇中碳、氫、氧元素的質(zhì)量比為____________（填最簡(jiǎn)整數(shù)比）。（3）乙二醇中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（結(jié)果精確到0.1%）?！敬鸢浮浚?）C2H6O2；（2）12:3:6；（3）51.6%。【解析】（1）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)模型，數(shù)出各原子個(gè)數(shù)，可知乙二醇化學(xué)式為C2H6O2；（2）利用“元素質(zhì)量比=（相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)）之比”，計(jì)算得碳、氫、氧元素質(zhì)量比為(12×2):(1×6):(16×2)=12:3:16；（3）依據(jù)“元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=（相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)/相對(duì)分子質(zhì)量）×100%”，算出氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%≈51.6%。3.阿奇霉素（相對(duì)分子質(zhì)量為748）對(duì)治療兒童支原體肺炎有一定療效。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：（1）阿奇霉素中氫、氮兩種元素的質(zhì)量比為_______。（2）______g阿奇霉素中含36g氫元素。（3）阿奇霉素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________（結(jié)果精確到0.1%）?！敬鸢浮?8:7；374；3.7%?！窘馕觥浚?）氫、氮元素質(zhì)量比：(1×72):(14×2)=72:28=18:7；（2）含36g氫元素的阿奇霉素質(zhì)量：36g÷=374g；（3）氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)：×100%≈3.7%。一、依據(jù)化學(xué)式的計(jì)算1.計(jì)算物質(zhì)組成元素的質(zhì)量比核心公式：元素質(zhì)量比=（相對(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)）之比關(guān)鍵步驟：①確定元素的相對(duì)原子質(zhì)量（如C=12，O=16）②明確化學(xué)式中各元素的原子個(gè)數(shù)比（如CO?中C：O原子個(gè)數(shù)比=1:2）③計(jì)算并化簡(jiǎn)比值（如CO?中C：O質(zhì)量比=12:（16×2）=3:8）注意事項(xiàng)：同種元素在化學(xué)式中不相鄰時(shí)，需合并原子個(gè)數(shù)（如NH4NO3中N原子個(gè)數(shù)為2）2.計(jì)算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式：某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%示例：H?O中H%=

×100%≈11.1%Fe?O?中Fe%=××100%=70%意義：表示該元素質(zhì)量占物質(zhì)總質(zhì)量的比例，用于衡量元素含量。3.元素質(zhì)量與物質(zhì)質(zhì)量的換算基本關(guān)系：某元素質(zhì)量=化合物質(zhì)量×該元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)化合物質(zhì)量=某元素質(zhì)量÷該元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)實(shí)例應(yīng)用：36gH?O中O質(zhì)量=36g×=32g含鈣0.5g的CaCO?質(zhì)量=0.5g÷40%=1.25g生活聯(lián)系：通過(guò)藥品/化肥標(biāo)簽計(jì)算有效成分含量（如鈣片中鈣元素質(zhì)量、氮肥中氮元素質(zhì)量）?？键c(diǎn)1根據(jù)化學(xué)式計(jì)算元素質(zhì)量比1．（2024·甘肅酒泉·一模）2021年1月8日，國(guó)軒高科第十屆科技大會(huì)重磅發(fā)布了磷酸鐵鋰(化學(xué)式LiFePO2)單體電池及JTM電池兩款新品。下列有關(guān)磷酸鐵鋰的說(shuō)法中正確的是（）A．磷酸鐵鋰由五種元素組成B．磷酸鐵鋰由20個(gè)原子構(gòu)成C．磷酸鐵鋰中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為7：4D．磷酸鐵鋰中只含一種金屬元素【答案】C【詳解】A、由化學(xué)式可知，磷酸鐵鋰由鋰、鐵、磷、氧，共四種元素組成，說(shuō)法錯(cuò)誤；B、磷酸鐵鋰由磷酸鐵鋰分子構(gòu)成，一個(gè)磷酸鐵鋰分子由5個(gè)原子構(gòu)成，說(shuō)法錯(cuò)誤；C、磷酸鐵鋰中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比=56:（16×2）=7:4，說(shuō)法正確；D、由化學(xué)式可知，磷酸鐵鋰由鋰、鐵、磷、氧，四種元素組成，其中鐵、鋰均為金屬元素，故磷酸鐵鋰中含有兩種金屬元素，說(shuō)法錯(cuò)誤。故選C。2．“珍愛(ài)生命，拒絕毒品”，尤其是青少年更應(yīng)向毒品說(shuō)“不”，如吸食“冰毒”[甲基苯丙胺]，成癮性和毒副作用很強(qiáng)，會(huì)嚴(yán)重破壞人的生理和免疫機(jī)能。下列有在說(shuō)法不正確的是（）A．甲基苯丙胺是化合物B．甲基苯丙胺由C、H、N三種元素組成C．甲基苯丙胺的相對(duì)分子質(zhì)量為149D．甲基苯丙胺中C、H、N的質(zhì)量比為【答案】D【詳解】A、化合物是由兩種或兩種以上不同元素組成的純凈物。甲基苯丙胺（）由碳（C）、氫（H）、氮（N）三種不同元素組成，因此屬于化合物。正確。B、從化學(xué)式可知，該物質(zhì)含有碳（C）、氫（H）、氮（N）三種元素。正確。C、甲基苯丙胺的相對(duì)分子質(zhì)量為=，正確。D、甲基苯丙胺中C、H、N的質(zhì)量比為。不正確。故選D。3．（2025·四川資陽(yáng)·中考真題）距今約8萬(wàn)-6萬(wàn)年的資陽(yáng)蒙溪河遺址入選2024年中國(guó)十大考古新發(fā)現(xiàn)，遺址中出土了多粒炭化的花椒種子，將人類對(duì)“麻”的追求提早幾萬(wàn)年?；ń菲ぢ槲端?C16H25NO)中C、H、O、N四種元素的質(zhì)量比為（

）A．16∶25∶1∶1B．12∶1∶16∶14C．192∶25∶16∶14D．16×12+25+14+16=247g【答案】C【詳解】A、麻味素中C、H、O、N四種元素的質(zhì)量比為，說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意；B、麻味素中C、H、O、N四種元素的質(zhì)量比為，說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意；C、麻味素中C、H、O、N四種元素的質(zhì)量比為，說(shuō)法正確，符合題意；D、麻味素的相對(duì)分子質(zhì)量為，相對(duì)分子質(zhì)量單位為“1”，不是“g”，通常省略不寫，說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意。故選：C。考點(diǎn)2根據(jù)化學(xué)式計(jì)算元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)4．輔酶Q-10(化學(xué)式為C59H90O4)具有預(yù)防動(dòng)脈硬化的功效。關(guān)于輔酶Q-10說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．它由三種元素組成B．碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算式是×100%C．它的一個(gè)分子中含有153個(gè)原子D．含有2個(gè)氧氣分子【答案】D【詳解】A、輔酶Q-10是由碳、氫、氧三種元素組成，故選項(xiàng)說(shuō)法正確；B、輔酶Q-10中碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算式是×100%，故選項(xiàng)說(shuō)法正確；C、輔酶Q-10是由輔酶Q-10分子構(gòu)成，1個(gè)輔酶Q-10分子中含有59個(gè)碳原子、90個(gè)氫原子和4個(gè)氧原子，共含有59+90+4=153個(gè)原子，故選項(xiàng)說(shuō)法正確；D、1個(gè)輔酶Q-10分子中含有4個(gè)氧原子，不含氧分子，故選項(xiàng)說(shuō)法不正確。故選D。5．如圖為尿素【】中各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的示意圖，其中表示氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是（）A．①B．②C．③ D．④【答案】A【詳解】尿素中碳、氧、氮、氫元素的質(zhì)量比為(12×1):(16×1):(14×2):(1×4)=3:4:7:1，因此尿素中各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小關(guān)系為：氮＞氧＞碳＞氫，根據(jù)圖示，其中表示氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是①，故選A。6．菠蘿具有芳香氣味，是因?yàn)椴ぬ}中含有丁酸乙酯（化學(xué)式，相對(duì)分子質(zhì)量為116）。請(qǐng)計(jì)算：(1)丁酸乙酯中，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（精確到1%）．(2)34.8g丁酸乙酯中含有g(shù)碳元素。【答案】(1)28%(2)21.6【詳解】（1）丁酸乙酯（C6H12O2）中，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。（2）34.8g丁酸乙酯中碳元素的質(zhì)量為。考點(diǎn)3計(jì)算混合物中物質(zhì)或元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)7．由、組成的混合物中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，則該混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A．10% B．24% C．30% D．45%【答案】C【詳解】在NaHS中，鈉（Na）的相對(duì)原子質(zhì)量為23，氫（H）的相對(duì)原子質(zhì)量為1，那么（Na+H）的相對(duì)原子質(zhì)量之和為23+1=24；在MgSO4中，鎂（Mg）的相對(duì)原子質(zhì)量為24；可以發(fā)現(xiàn)NaHS中（Na+H）的相對(duì)原子質(zhì)量之和與MgSO4中Mg的相對(duì)原子質(zhì)量相等；這就意味著在該混合物中，（Na+H）部分與Mg部分可以看作是等效的，都可以用“Mg”來(lái)代表這部分。因?yàn)榛旌衔镏辛蛟氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，在MgS（將NaHS等效為MgS和MgSO4統(tǒng)一來(lái)看）中，鎂（Mg）與硫（S）的質(zhì)量比為24：32。設(shè)“Mg”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則，解得x=30%。混合物由“Mg”、硫（S）和氧（O）組成，所以氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1?40%?30%=30%。故選C。8．（2025·河北邯鄲·三模）如圖所示為某品牌礦泉水標(biāo)簽的部分說(shuō)明，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．“▲”處的鎂離子可表示為Mg+2B．H2SiO3中硅元素的化合價(jià)是+4C．H2O中的“2”表示兩個(gè)氫原子D．一瓶該礦泉水含鉀離子的質(zhì)量至少為0.5mg【答案】B【詳解】A、鎂離子帶2個(gè)單位正電荷，離子符號(hào)的書寫，將數(shù)字和正負(fù)號(hào)標(biāo)在元素符號(hào)的右上角，先寫數(shù)字，后標(biāo)正負(fù)號(hào)，數(shù)值為1，省略不寫，故鎂離子表示為Mg2+，選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、H2SiO3中氫元素化合價(jià)為+1價(jià)，氧元素化合價(jià)為-2價(jià)，設(shè)硅元素化合價(jià)為x，根據(jù)“化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為零”，則