第三章 物質構成的奧秘 第四節(jié) 物質組成的表示方法

第四節(jié) 物質組成的表示方法

學習目標

知識與技能：

1、能說出化學式的含義；

2、能依據物質組成、利用元素化合價書寫常見物質的化學式；

3、能根據化學式進行物質組成的簡單計算。

過程與方法：

逐步形成對事物進行抽象概括和定量處理的能力。

情感態(tài)度價值觀：

養(yǎng)成尊重客觀實際，認真、嚴謹的科學態(tài)度。

內容要點

1、 通常用化學式表示物質的組成。

2、 可以利用元素化合價書寫化學式。

3、 寫化學式時，正價元素通常寫在左邊，負價元素通常寫在右邊。原子的數目用阿拉伯數字寫在元素符號的右下角。 在金屬化合物中，金屬元素一般呈正價，非金屬元素一般呈負價；在非金屬氧化物中，非金屬元素一般呈正價。根據化合物中各種元素化合價的代數和等于零的原則，確定化合物中各種元素原子的數目。

4、 簡單化合物的中文命名原則。

5、 兩種元素組成的化合物，在兩種元素中間用“化”字連接，如氧化銅（CuO）。

6、 化學式中元素的名稱從右向左讀，與化學式的寫法剛好相反，如氯化鈉（NaCl）。

7、 元素的原子個數在該元素之前先讀出，如五氧化二磷（P2O5）。

8、 含有復雜原子團的化合物，要根據其特征來稱呼，不需讀出原子或原子團的個數，如氫氧化鈉（NaOH）、碳酸鈣（CaCO3）、硫酸鈉（Na2SO4）等。

教學內容：

一、化學式反映了物質的組成

1、化學式（formular），就是用元素符號和數字的組合來表示純凈物組成的式子。

   提出的依據：任何純凈物都有固定的組成，不同的物質組成不同

2、化學式所表示的含義（一般包括宏觀和微觀角度）

   微觀上：表示某物質；表示該物質由哪些元素組成的

   宏觀上：表示該物質的一個分子或者一個原子；由分子構成的物質，還可以表示一個分子的構成情況

   我們以水（H2O）為例說明

 

化學式的涵義

以H2O為例

宏觀

表示一種物質

表示水這種物質

表示該物質有哪些元素組成的

表示水由氧元素和氫元素組成的

微觀

表示該物質的一個分子

表示一個水分子

表示一個分子里有多少個原子

表示一個水分子中由2個氧原子和1個原子構成

質量

表示物質的相對分子質量

Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18

表示物質中各種元素的原子個數比

水中氫元素和氧元素的原子個數比為2：1

表示物質中各種元素的質量比

水中氫元素和氧元素的質量比為1：8

3、化學式中元素符號周圍的數字的意義

如   aRbc

a表示有a個這樣的微粒

b 表示一個微粒中有b個原子或原子團

c 表示一個該離子中帶有c個正（負）電荷

 

 

 

 

 

 

一個硫酸分子中含有4個氧原子

一個硫酸分子中含有1個硫原子

 

 

一個硫酸分子中含有2個氫原子

3個硫酸分子

如：3H2SO4

 

 

 

 

Ca2+

表示鈣離子，一個鈣離子帶2個單位的正電荷

注意：同元素符號的意義相似，在化學式前有數字后，就不能表示宏觀含義，只能表示微觀含義

二、簡單化合物的命名

1、兩種元素組成的化合物的命名

根據元素的名稱，從右往左讀作“某化某”。如NaCl讀作“氯化鈉”，ZnO讀作“氧化鋅”，F(xiàn)e3O4讀作“四氧化三鐵”。但要注意，H2O就是“水”，不能讀成“氧化氫”，NH3就是“氨氣”。

2、含有OH原子團的化合物的命名

一般命名為“氫氧化某”

如：NaOH讀作“氫氧化鈉”，Cu(OH)2讀作“氫氧化銅”

3、含有其他原子團的化合物的命名

一般根據原子團和另一元素的名稱從右到左的順序讀作“某酸某”。

如：CaCO3讀作“碳酸鈣”，Cu(NO3)2讀作“硝酸銅”

但注意，H2CO3就讀作“碳酸”，H2SO4就讀作“硫酸”等。

4、某些比較復雜物質的命名

   如：Cu2(OH)2CO3讀作“堿式碳酸銅”，H2O2讀作“過氧化氫”等

三、化合價和化學式的寫法

1、各種物質的化學式都是通過實驗方法測定出來的，一種純凈物只能由一個化學式來表示，不能主觀臆造

2、化合價。大量的化合物中不同元素的原子數目中都是一個固定的比值，體現(xiàn)這種關系的數值就是化合價

  某種元素的化合價數值與它原子的最外層電子數是密切相關的

3、單質的化學式的寫法

（1）金屬單質、固體非金屬單質、稀有氣體單質用元素符號表示。如金屬單質：Fe（鐵）、Na（鈉）；固體非金屬：S（硫）、P（磷）等；稀有氣體：He（氦）、Ne（氖）等

（2）氧氣等多原子分子構成的單質，在元素符號的右下角添上下標，表示一個分子含有多少個該原子。如：O2（氧氣）、O3（臭氧），Cl2（氯氣）

4、化合物的化學式的寫法——根據化合價來寫化學式

（1）一般是正價的元素（或原子團）寫在左邊，負價元素（或原子團）寫在右邊

（2）在金屬化合物中，金屬元素一般呈正價，非金屬呈負價；在化合物中，氧元素一般呈-2價，氫元素一般呈+1價

（3）化合物中，各種元素化合價的代數和為零

注意：

 

+2
CuO

（1）標注某元素的化合價時，務必要寫在該元素符號的正上方，先標電性，后標數目

如

                 +2表示在氧化銅中銅元素呈+2價

（2）某些元素具有可變價態(tài)，它們表示在與其他元素化合形成化合物時，會出現(xiàn)多種可能

    特別：Fe 在命名時，+3價就是鐵，而在+2價時要被稱為亞鐵

補充：初中一般常見的原子團及化合價

原子團

化學式

化合價

原子團

化學式

化合價

氫氧根

OH

-1

硝酸根

NO3

-1

碳酸氫根

HCO3

-1

高錳酸根

MnO4

-1

碳酸根

CO3

-2

錳酸根

MnO4

-2

氯酸根

ClO3

-1

硫酸根

SO4

-2

磷酸根

PO4

-3

亞硫酸根

SO3

-2

氨根

NH4

+1

 

 

 

識記：課本P80的常見元素的化合價

四、根據化學式的計算

（1）某物質的相對分子質量的計算

     將化學式中所有的原子的相對原子質量加和，即是該物質的相對分子質量

如：Ca(OH)2

答：Mr[Ca(OH)2]=Ar(Ca)+2(Ar(O)+Ar(H))=40+2(16+1)=74

（2）計算化合物中的原子個數之比

在化學式中，元素符號右下角的數字就是表示該元素原子的個數，因此這些數字的比值就是化合物中的原子個數

如：Fe2O3中，鐵原子與氧原子個數比就是2：3，碳酸鈣CaCO3中鈣、碳、氧原子個數比為1：1：3

但注意某些物質的化學式中，同種元素并不寫在一起的，這時要注意原子個數

如：NH4NO3中，氮、氫、氧原子個數比應該為2：4：3

Cu2(OH)2CO3中，銅、碳、氫、氧原子個數比為2：1：2：5

（3）計算化合物中各元素質量之比

在化合物中，各元素質量之比就是各元素的原子個數與它的相對原子質量積之間的比值

如：氯酸鉀（KClO3）中，m（K）：m（Cl）：m（O）=39：35.5：16×3＝78：71：96

硝酸銨（NH4NO3）中，m（N）：m（H）：m（O）＝14×2：1×4：16×3＝7：：1：12

（4）計算化合物中某一元素的質量分數

元素的質量分數（ω）＝ ×100％＝ ×100％

如：計算MgSO4中氧元素的質量分數

ω(O)＝ ×100％＝ ×100％＝53.3％

（5）計算一定質量的物質中某元素的質量

某元素的質量＝物質的質量×該元素在物質中的質量分數

如：求60gMgSO4中含有氧的質量

m（O）＝m（MgSO4）×ω(O)＝60g×53.3％＝32g

（6）有關化合物中元素的質量分數的計算

如：

例1 硝酸銨樣品中含有雜質10％（雜質中不含氮元素），求樣品中氮元素的質量分數

首先，先求出純凈的硝酸銨中，氮的質量分數為：

尿素中氮元素的質量分數ω(N)＝ ×100％＝ ×100％＝35％

設不純的硝酸銨中氮元素的質量分數為x，則有如下關系：

 

純硝酸銨

不純的硝酸銨

含有硝酸銨

100％

90％

含有氮元素

35％

x

故： ，x＝31.5%

例2 某不純的尿素[CO(NH2)2]中氮元素的質量分數為42.4%，求這種尿素中雜質（不含氮元素）的質量分數。

解：尿素的相對分子質量=12+16+（14+2×1）×2＝60

尿素中氮元素的質量分數ω(N)＝ ×100％＝ ×100％＝46.7％

設不純的尿素中含尿素的質量分數為x，則有如下的關系

 

純尿素

不純尿素

含尿素

100％

x

含氮元素

46．7％

42．4％

故： ，x＝90. 8%

例3 多少克碳酸氫銨（NH4HCO3）與400g硝酸銨（NH4NO3）含氮元素質量相等

解：根據所含氮元素質量相等來列等式

設需要碳酸氫銨的質量為x

則，質量為x的碳酸氫銨中含有氮元素的質量為m1（N）＝x• ＝17.7％•x

400g硝酸銨中含有氮元素質量為m1（N）＝400×35％

故：17.7％•x＝400g×35％；x＝790g

補充練習測試題

（1）寫出氫、硫、碳、鈉、鎂、鋁、鐵等十種元素的常見化合價并分別寫出它們氧化物的化學式。

（2）在上述元素中，哪些元素能結合組成化合物？寫出其中幾種化合物的化學式。

（3）依據下列物質名稱寫出化學式：硫酸鈉、碳酸銅、硝酸鎂、三氯化鋁。

（4）依據下列物質的化學式寫出名稱：K2SO4、KNO3、Na2CO3、Al(OH)3、（NH4）2SO4

（5）比較三種氮肥的含氮量大小：硫銨、硝銨、尿素。

（6）要在每畝地上增加1千克氮元素，問10畝地應施加尿素多少千克？如果改用碳酸氫銨，需要多少千克？

（7）將17克某化合物在高溫下煅燒，共得到10克氧化鐵和8克二氧化硫。求：該化合物中含有哪幾種元素？每種元素的質量是多少克？該化合物中，各元素的原子個數比是多少？

   

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