化学式与化合价1.doc

加强教学研究 促进对话交流 拓展专业视野 《全效学习》让课堂教学焕发出生命的活力
化学式与化合价
【学习目标】
1．了解化学式的意义．
2．了解化合价的概念及规律．
3．掌握根据化合价书写化学式的方法．
4．掌握有关相对分子质量的计算．

【基础知识精讲】
※课文全解
一、化学式的意义
用元素符号表示物质组成的式子，叫做化学式．每种纯净物质的组成是固定不变的，所以表示每种物质组成的化学式只有一个．
化学式可以传递出有关该种物质的好多信息，例如化学式CO2：
(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．
(3)表示一个二氧化碳分子．
(4)表示一个二氧化碳分子由一个碳原子和2个氧原子构成．
二、化合价
化合价的概念是：一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质．也就是说，元素相互化合时其原子为了使自己的最外电子层成为稳定结构，相互结合的原子个数比就有确定的数值．在化合物中，规定H为＋1价，O为－2价，所以在氧化镁中氧原子和镁原子的个数比为1∶1，则镁元素的化合价为＋2，氧化钠中，Na与O原子个数比为2∶1，所以Na的化合价为＋1，在化合物中元素化合价代数和等于零．
要想理解化合价的实质，应很好地掌握1～18号元素核外电子排布的知识，在这个基础上，找出元素最外层电子数与其化合价之间的内在联系．在离子化合物中元素的化合价就是这种元素的一个原子得失电子的数目．失电子为正价，得电子为负价．如铝最外层3个电子，易失去，所以在化合物中一般显＋3价；硫最外层6个电子，易得2个电子达到稳定结构，所以一般显－2价；氯最外层7个电子，易得1个电子，所以一般显－1价．
通过上述分析，我们不难理解，在离子化合物中化合价的本质是组成化合物的原子得失电子的数目．
化合价有以下特点：
(1)化合价有正负之分．化合物里正负化合价的代数和等于零．
(2)元素的化合价是元素在形成化合物时表现出来的性质，因此单质中元素的化合价为零．
(3)在化合物中氢元素通常显＋1价，氧元素通常显－2价，常以它们为基准来推算化合物中其他元素的化合价．
(4)有些元素在不同的化合物中，显示不同的价态．如Na HO HO3 HO4；H2 O2 H2O4；Cl2 Cl3
三、有关相对分子质量的计算
1．计算相对分子质量：
相对分子质量等于化学式中各原子的相对原子质量的总和．
2．计算物质组成元素的质量比：
各元素质量比等于各原子的相对原子质量×个数之比．
3．计算物质中某元素的质量分数：
某元素的质量分数＝×100%
※问题全解
1．怎样熟记常见元素的化合价．
答：化合价是元素的一种重要性质，熟练地记住各种元素的化合价是学好化学的基础，记忆化合价的方法有很多，但由于初中阶段需要掌握的元素化合价并不是很多，所以经常采用顺口溜记忆法，把需要记忆的常见元素的化合价，化繁为简，化有意识记为无意识记，将枯燥的化合价编成押韵有趣的口诀，更易记忆．
(1)一价钾钠氯氢银，二价钙镁氧钡锌，
三铝四硅五价磷，二四六七锰冠群．
二四六硫二四碳，二三四五就是氮，
铁为二三铜一二，单质零价要牢记．
(2)原子团顺口溜：
负一硝酸氢氧根，负二硫酸碳酸根
负三记住磷酸根，正一价的是铵根．
2．怎样根据化合价写化学式？
答：根据元素的化合价规律确定化学式，具体方法如下：

书写化合物化学式的上列步骤，还可以用下面的韵语加以说明：
氧化物，酸碱盐，结构微粒符号现，
负排后，正在前，标价态，交叉看，
数有公约应约简，得出数字写在右下边．
这里还要注意，当化学式中某原子团的个数是两个或两个以上时，须用小括号将原子团括起来，如Ca(OH)2、Al2(SO4)3等；当化学式中某原子或原子团的个数是1时，“1”省去不写，原子团也不需要加括号．如SO2、KNO3、NaOH等．
3．怎样理解2H、3H2、2HCl、O、S2－等符号的意义及数字“2”的涵义？
答：2H：2个氢原子，“2”表示氢原子的个数为2．3H2：3个氢分子，“2”表示1个氢分子由2个氢原子构成．
2HCl：2个氯化氢分子，“2”表示氯化氢分子个数．
O：1个氧化铜分子，“2”表示氧化铜中铜元素化合价为＋2价．
S2－：1个硫离子，“2”表示1个硫离子带2个单位的负电荷．
元素符号周围不同位置上的数字，表示不同的含义．
(1)元素符号右下角，表示一个分子中该原子的个数．
(2)元素符号右上角，用n＋或n－(n为整数)表示一个离子所带正、负电荷数．
(3)元素符号正上方，用＋n或－n表示物质中该元素的化合价．
(4)符号(元素符号或化学式)前的系数表示该微粒(原子或分子)的个数．
4．进行有关化学式的计算时应注意的几个问题．
答：(1)计算相对分子质量时应注意的问题：
a.注意化学式中角标的意义
化学式中各原子的相对原子质量之和就是该物质的相对分子质量，在计算物质的相对分子质量时，应注意化学式中角标的意义，如硫酸铵的化学式为(NH4)2SO4，化学式中前一个角标4只表示氢原子的个数，而式中的2却表明铵根(NH)的个数，即硫酸铵分子是由2个氮原子、8个氢原子、1个硫原子和4个氧原子构成的，因此(NH4)2SO4的相对分子质量＝14×2＋1×8＋32×1＋16×4＝132，或者等于(14＋1×4)×2＋32＋16×4＝132．
b.注意化学式前面系数的意义
要注意化学式前系数与角标的不同．如2SO2中，系数2表示两个SO2分子，角标2表示每个二氧化硫分子里有2个氧原子，即2个SO2分子中，共有2个硫原子和4个氧原子，确切地说我们要求的是2个SO2分子的相对质量．所以2SO2的相对质量＝2×(32＋16×2)＝128．
(2)计算某元素质量分数时应注意的问题：
在计算某元素质量分数时，应注意该元素的角标与该原子的个数的区别，如NH4HCO3(碳酸氢铵)中氢元素质量分数＝×100%＝×100%＝6.3%，氢原子的个数应是5，而不是4．
(3)计算各元素质量比时应注意的问题：
各元素质量比应是各原子的相对原子质量×个数之比，不能单纯的求各原子的相对原子质量之比；另外最后的结果要约简成最简整数比．

【学习方法指导】
1．理解化学式的意义和正确书写化学式是本节课的重点，其中根据化合价写化学式是书写化学式的一种重要方法．化合价是一个很抽象的概念，掌握好它的关键是把化合价的确定与原子结构联系起来，不能死记硬背．
［例1］A元素的原子最外层有2个电子，B元素的原子最外层有7个电子，则A、B两种元素组成化合物的化学式可能是
A．A2B2
B．AB
C．A2B
D．AB2
点拨：解此类题的关键是确定元素的化合价，然后根据元素化合价写出它们组成的化合物的化学式，元素的化合价与原子最外层电子数密切相关，最外层少于4个的，一般易失去最外层电子；最外层多于4个的，一般易得电子，使最外层变为8电子稳定结构．因此A、B两种元素化合时分别显＋2、－1价，故它们组成化合物的化学式为AB2．
答案：选D
2．化学式的计算是本节课的难点，学习时，应注意理解化学式、相对分子质量的概念的含义，先掌握有关化学式的几类基本计算，如求相对分子质量、质量比、质量分数，然后再逐步掌握一些较复杂的，带有一定技巧性的计算，同时还要注意解题格式的规范化．
［例2］某金属元素R的氧化物中，R元素与氧元素的质量比为9∶8，R的相对原子质量为27，试写出R的氧化物的化学式．
解：设该金属氧化物的化学式为RxOy，依题意有：
27x∶16y＝9∶8，得x∶y＝2∶3．
答案：氧化物的化学式为R2O3．
点拨：本题主要考查有关化学式逆向思维的计算，解题的关键要先设出化学式，再利用各元素的质量比求出原子个数比来确定化学式．
［例3］氮的某种氧化物中，氮元素与氧元素的质量比为7∶16，则此氧化物中氮元素的化合价是多少？
解：设其氧化物的化学式为NxOy，依题意：
14x∶16y＝7∶16，得x∶y＝1∶2，故化学式为NO2．
所以氮元素的化合价为＋4．
答案：氮元素化合价为＋4价．
点拨：要求化合物中某元素的化合价，一般要先确定化学式，如果化学式是未知的，要先设出化学式，再根据已知化学式中的相关量(如相对分子质量、各元素质量比、某元素的质量分数)，求出化学式．解题思路如下：

［例4］1 kg的碳酸氢铵(NH4HCO3)中，含氮元素的质量与多少千克的硝酸铵(NH4NO3)中含氮元素的质量相等．
解法一：NH4HCO3中N%＝×100%＝17.7%
1 kg NH4HCO3中氮元素的质量＝1 kg×17.7%＝0.177 kg
NH4NO3中N%＝×100%＝35%
NH4NO3的质量为0.177 kg÷35%＝0.51 kg
解法二：设x kg的NH4NO3与1 kg NH4HCO3中含氮量相等，则1 kg××100%＝x kg××100%
得x＝0.51
解法三：设x kg的NH4NO3与1 kg NH4HCO3含相同质量的氮元素关系式：
2NH4HCO3～NH4NO3
已知量 2×79 80
未知量 1 kg x kg
比例式：＝
得x＝0.51
点拨：本题主要考查如何求化合物中某元素的质量，解题的关键是要抓住题目中的等量关系以及化学式之间存在的质量关系．解法一是分步求算，解法二利用等量关系列综合式计算．解法三是关系式法求算，其中解法三比较简便，解题的关键是要根据化学式，找出二者的关系．要使NH4HCO3和NH4NO3中的氮元素质量相等，只要它们的分子中含有相同的氮原子即可，分析可知，两个NH4HCO3和一个NH4NO3分子含有相同的氮原子，故得关系式2NH4HCO3～NH4NO3．

【拓展训练】
一、相对分子质量的应用
1．根据各种气体的相对分子质量大小，可以比较不同气体的密度大小．在相同温度、相同压强下，相对分子质量大的气体密度就大，一种气体的相对分子质量是另一种气体的相对分子质量的几倍，那么密度也是另一种的几倍．例如，O2、H2的相对分子质量分别为32和 2，氧气分子的相对质量是氢气分子的16倍，则氧气的密度也是氢气的16倍，即同样体积的氧气和氢气，前者的质量是后者的16倍．
2．在收集气体时，一般常用两种方法：一是排水法，二是排空气法．而在排空气集气法中又有向上排空气法和向下排空气法两种方法．可用被收集气体的相对分子质量和空气的平均相对分子质量29相比，如果被收集气体的相对分子质量大于29即该气体密度比空气大，就用向上排空气法收集，如果被收集气体的相对分子质量小于29就用向下排空气法收集．
3．当你生病去看医生时，医生会根据你的病情开出不同剂量的药方，你知道医生开药方时把握剂量的依据吗？这实际上与相对分子质量的计算也有关系．例如：补钙保健品“钙尔奇D”中，主要成分是碳酸钙，每片“钙尔奇D”中含碳酸钙1.5 g，一般来说，成年人每天需补钙1.2 g，那么一个成年人一天应服用几片“钙尔奇D”？通过计算一片“钙尔奇D”中钙元素的质量应为：1.5 g××100%＝0.6 g，所以要使一个成年人每天能补充足够的钙元素，至少应服用2片“钙尔奇D”．

第5页 共5页