41 元素化学式与化合价.docx
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41元素化学式与化合价
1.原子的构成
核电荷数=质子数=核外电子数
2.原子中的核外电子是分层排布的，可以用原子结构示意图表示。
3.构成物质的粒子除原子、分子之外，还有离子。
带电的原子叫做离子。
4.以一种碳原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比，作为这种原子的相对原
子质量。
秦始皇幻想帝位永在，龙体长存，日思长生药，夜作金银梦。
于是各路仙家大炼金丹，他们深居简出于山野之中，过着超脱尘世的神仙般生活。
炼丹家以丹砂（硫化汞）、雄黄（硫化砷）等为原料 ，开炉熔炼。
企图制得仙丹，再点石成金，服用仙丹或以金银为皿，均使人永不老死。
西文洋人也仿效于暗室或洞穴，单身寡居致力于炼金术。
一两千年过去了，死于仙丹不乏其人，点石成金出终成泡影。
金丹太徒劳无功而销声匿迹。
中外古代炼金术士毕生从事化学实验 ，为何中一事无成？
乃因其违背科学规律。
他们梦想用升华等简单立法改变贱金属的性质，把铅、铜、铁、汞变成 贵重的金银。
殊不知用一般化学立法是不能改变元素的性质的。
化学元素是具有相同核电荷数的同种原子的总称，而原子是经学变化中的最小微粒。
在化学反应里分子可以分成原子，原子却不能再分。
随着科学的发展，今天“点石成金 ”已经实现。
1919处英国卢瑟福用α粒子轰击氮元素使氮变成了氧。
1941年科学家用原子加速器把汞变成了黄金－人造黄金镄（一百号元素）。
1980处美国科学家又用氖和碳原子高速轰击铋金属靶，得到了针尖大的微量金。
金丹术士得知今人之丰功伟绩，在天之灵出会自觉羞愧的。
知识点一元素
世界上的万物是由什么形成的？
这是人类自古以来就不断探索的问题。
在人们认识了原子和原子结构之后，对组成万物的基本物质有了进一步的理解。
1.元素的概念
具有相同核内质子数（即核电荷数）的一类原子的总称。
利用化学方法分析众多的物质，发现组成它们的基本成分——元素其实只有一百多种，就像可拼写出数十万英文单词的字母只有26个一样。
例如，蛋壳、贝壳和石灰石的主要成分都是碳酸钙，而碳酸钙是由碳、氧、钙三种元素组成的。
再如，氧气和二氧化碳的组成和性质不同，但它们都含有氧元素。
水是由水分子构成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的；氧气是由氧分子构成的，氧分子又是由氧原子构成的。
同种原子质子数相同，即水分子中的氧原子和氧分子中的氧原子，其质子数都是8，化学上把质子数都是8的氧原子统称为氧元素。
同样，把质子数为1的所有氢原子统称为氢元素，把质子数为6的所有碳原子统称为碳元素。
在物质发生化学变化时，分子发生了变化，但原子的种类不变，元素的种类也不变。
【小结】
（1）既然核电荷数＝核内质子数＝核外电子数，为何不说元素是具有相同电子数的一类原子的总称呢？
因为在发生化学反应时，有些原子的核外电子失去或得到（变为离子），核外电子数发生了变化。
（2）区分元素的依据也是核电荷数（或核内质子数）不同，即核电荷数不同，元素种类不同。
例如，碳元素的质子数为6，而氧元素的质子数为8，氢元素的质子数为1。
【注意】元素是个宏观的概念，只有种类之分没有数量之别。
一般“元素”与“组成”匹配，“分子或原子”与“构成”匹配
2.空气、生物细胞、地壳中各元素的分布情况
（1）空气中含量居于前两位的元素是：
氮、氧（按体积分数计算，氮气占78%，氧气占21%）。
（2）生物细胞中居于前四位的元素：
氧、碳、氢、氮。
（3）地壳中居于前四位的元素：
氧、硅、铝、铁。
（谐音:
养闺女贴给哪家美）
地壳中含量最多的元素是氧元素，含量最多的金属元素是铝元素
3.元素符号
如果用文字来表示一百多种元素以及由它们组成的几千万种物质将十分麻烦。
国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示元素，如氢元素的拉丁文名称为Hydrogenium，元素符号就是H；氧元素的拉丁文名称为Oxygenium，元素符号就写作O。
如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同时，就附加一个小写字母来区别（第一个字母大写，第二个字母必须小写，否则就会造成错误：
如Co表示钴元素，如果写成了CO，就表示一氧化碳了）。
例如：
用Cu表示铜，Ca表示钙，Cl表示氯，等等这些用于表示元素的符号叫做元素符号。
【小结】元素符号从宏观角度可表示一种元素，从微观角度还表示这种元素的一个原子。
当在元素符号前
加上数字时，那就只有微观角度的意义，表示几个原子。
如2Fe只能表示两个铁原子,而不能表示
铁元素,因为元素只讲种类不讲个数。
必须记住的三十种元素及其符号
HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCa
氢氦锂铍硼碳氮氧氟氖钠镁铝硅磷硫氯氩钾钙
（前20号元素必须熟记）PtAuAgCuFeMnZnBaHgI
铂金银铜铁锰锌钡汞碘
4.元素周期表简介
超级市场里有成百上千种商品，为了便于顾客选购，必须分门别类、有序地摆放。
我们周围的物质世界是由一百多种元素组成的，为了便于研究元素的性质和用途，也需要寻求它们之间内在的规律性。
为此，科学家们根据元素的原子结构和性质，把它们科学有序地排列起来，这样就得到了元素周期表。
（1）根据元素的原子结构和性质，将已知的100多种元素按原子序数（指按元素原子核电荷数递增
的顺序给元素编的号，数值上等于核电荷数）科学有序地排列起来所得的表，叫做元素周期表。
（2）元素周期表上对金属元素、非金属元素用不同颜色做了分区，并标出了元素的相对原子质量。
（3）编排结构：
①共有7个横行，每一行称为一个周期；
②共有18个纵列，每一纵列为一族，其中第8、9、
10共同组成一个族，所以共有16个族；
③每一元素占据一格，其中包括元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等。
【例1】
从右图所示的两种微粒结构示意图中，所获取信息不正确的是（A）
A．它们属于同种元素B．它们的核外电子层数相同
C．它们的核外电子数相同D．①表示阴离子，②表示原子
【例2】下列化学用语表示含义最多的是（B）
A．H2OB．AlC．N2D．Zn2+
【例3】加碘食盐、高钙牛奶中的“碘”和“钙”是指（D）
A．单质B．分子C．原子D．元素
【例4】右图是元素周期表中某元素的信息示意图，从中获取的相关信息不正确的是（C）
A．元素名称是“硫”B．元素符号“S”
C．元素的质量32.6gD．核电荷数是16
【例5】下图是几种元素的原子结构示意图，请根据题目要求填写下列空白。
属于金属元素的是DE（填序号），其原子结构特点为最外层电子数少于4，
在化学反应中易失电子，能形成阳离子。
知识点二化学式
1.化学式的含义
定义：
用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。
宏观方面：
化学式表示一种物质，表示物质的元素组成。
微观方面：
如果确知某种物质是由分子构成的，则化学式还表示该物质的一个分子及构成该分子中各原子的个数比。
当在化学式前面加写了数字时，那就只能有微观意义，表示几个分子。
【小结】
（1）由分子构成的物质的化学式，不仅表示物质的组成，也表示该分子的构成，所以也叫分子式，
化学式不仅包括分子式，还包括结构式等几种。
（2）纯净物的组成是固定不变的，一个化学式只表示一种纯净物（混合物的组成不固定，所以没有化
学式）。
（3）物质的组成是通过实验测定的，化学式的书写须依据实验结果或用元素化合价来求得。
2.符号中数字的含义
（1）写在元素符号或化学式前面的数字，表示原子或分子个数。
如2S表示2个硫原子，2H2O表示2个水分子，只表示微观意义，不表示宏观意义。
（2）写在化学式中元素符号右下角的数字，表示1个分子中所含该元素的原子个数。
如H2O中“2”表示1个水分子中有2个氢原子。
【注意】对于化学式中右下角数字的含义有的学生不理解，如3H2O中“2”表示1个水分子中有2个氢原子，但有的学生错误认为“2”表示3个水分子中有2个氢原子。
学生应抓住“化学式中元素符号右下角的数字表示1个分子含该元素的原子个数”这个关键，不要受化学式前面数字的影响。
3.化学式的写法
（1）单质的化学式的写法：
①稀有气体、金属和某些固态非金属是由原子直接构成的，它们的化学式可直接用元素符号来表示。
如：
氦气（He）、铜（Cu）、硫（S）、碳（C）等。
②一些由双原子分子或多原子分子构成的物质——非金属气体，其化学式要在元素符号的右下角标
出原子个数。
如：
氢气（H2）、氯气（Cl2）、臭氧（O3）等。
（2）化合物的化学式的写法和读法：
①由两种元素组成的化合物中，如果是氧化物，习惯上把氧元素的符号写在右侧，另一种元素写在
左侧，然后在元素符号右下角标出每个分子中含该元素的原子个数，如：
CO2、MgO、P2O5等。
（如果元素只有一种化合价，就读作氧化某，如氧化镁，氧化铜，氧化钙；如果有多种化合价，
就要注意区分，如一氧化碳、二氧化碳，二氧化硫、三氧化硫；铁的氧化物比较特殊，FeO—氧
化亚铁，Fe2O3—氧化铁，三氧化二铁均可，Fe3O4——四氧化三铁）（注意先读的后写）
②如果是由金属元素和非金属元素组成的化合物，习惯上把金属元素的符号写在左侧，非金属元素
的符号写在右侧，然后标出相应的原子个数，如：
NaCl、Na2S、BaCl2等。
（读作某化某，如氯
化钠，硫化钠，氯化钡。
）
③有些物质读法比较特殊：
如CH4—甲烷，NH3—氨气
【例1】物质的化学式和相应名称均书写正确的是（C）
A．Fe（OH）2：
氢氧化铁B．Hg：
氦C．K2CO3：
碳酸钾D．NH4Cl4：
氯化氨
【例2】下列化学式书写规范的是（C）
A.氧化镁mgOB.氯化铝alCl3C.五氧化二磷P2O5D.一氧化碳Co
【例3】下列同学对“SO2”的认识中，不正确的是（B）
【例4】用化学符号填空:
（1）2个氮原子2N；
（2）4个硫酸根离子4SO42-；
（3）3个氮分子3N2；（4）碳酸铵（NH4）2SO4。
【例5】下列符号表示正确的是（B）
A．2个氮分子：
2NB．2个碳酸根离子：
2CO
C．氧化铝元素的化合价：
D．4个氢原子：
2H2
知识点三化合价
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。
不同元素相互结合时，其原子个数比并不都是1:
1。
我们如何知道不同元素以什么样的原子个数比相结合呢？
一般情况下，通过元素的“化合价”可以认识其中的规律。
1.化合价的意义和表示方法
化合价是元素的一种性质，它用来表示原子之间相互化合的数目。
通常在元素符号或原子团的正上方用“＋n”“－n”表示，如
、
等。
2.常见化合价
常见元素的化合价表
元素名称
元素符号
常见的化合价
元素名称
元素符号
常见的化合价
钾
钠
银
钙
镁
钡
锌
铜
铁
铝
锰
K
Na
Ag
Ca
Mg
Ba
Zn
Cu
Fe
Al
Mn
+1
+1
+1
+2
+2
+2
+2
+1，+2
+2，+3
+3
+2，+4，+6，+7
氢
氟
氯
氧
硫
碳
硅
氮
磷
H
F
Cl
O
S
C
Si
N
P
+1
-1
-1，+1，+5，+7
-2
-2，+4，+6
+2，+4
+4
-3，+2，+4，+5
-3，+3，+5
【注意】在确定元素的化合价时，需要注意以下几点：
（1）金属元素和非金属元素化合时，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。
如碳在一氧化碳中的化合价是+2，在二氧化碳中
的化合价是+4。
在化合物中氢通常为+1价，氧通常为-2价。
（3）元素的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，因此，在单质里，元素的
化合价是0。
常见元素化合价口诀：
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，单质为零永不变
常见原子团的化合价
SO42-——硫酸根离子，显-2价；NO3-——硝酸根离子，显-1价；CO32-——碳酸根离子，显-2价；
OH-——氢氧根离子，显-1价；NH4+——铵根离子，显+1价
记忆口诀：
一价氢氧硝酸根二价硫酸碳酸根，唯一正一是铵根
3.区别化合价的标示法和离子符号的标示法：
元素化合价的标示
离子符号的标示
区别
（1）标在元素符号上方
（2）正负号在数值之前
（3）其数值1要标出
（1）标在元素符号右上角
（2）正负号在数值后
（3）电荷数值为1时省略
联系
符号相同，数值相同
示例
正价+1（氢）+2（钙）+3（铝）+1（铵根）负价：
-1（氯）-2（氧）-2（硫酸根）-1（硝酸根）
-1（氢氧根）-2（碳酸根）
阳离子：
H+（氢离子）Ca2+（钙离子）
Al3+（铝离子）NH4+（铵根离子）
阴离子：
Cl-（氯离子）O2-（氧离子）SO42-（硫酸根）NO3-（硝酸根）OH-（氢氧根）
化学符号周围小数字的含义
4.根据化合价书写化学式
总体原则是正负化合价的代数和为零且满足“正价在左，负价在右”
书写步骤：
“写”“标”“叉”“约”“查”
【例1】已知某种磷的氧化物中磷的化合价为+5价，氧是－2价，写出这种磷的氧化物的化学式
（1）写出组成化合物的两种元素的符号，正价的写在左边，负价的写在右边。
PO
（2）求两种元素正负化合价绝对值的最小公倍数
5×2=10
（3）求各元素的原子数
=原子数
P：
=2O：
=5
（4）把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式
P2O5
（5）检查化学式，当正价总数和负价总数的代数和等于0时，化学式才是正确的。
（+5）×2+（－2）×5=+10－10=0
答：
这种磷的氧化物的化学式是P2O5
【化学式书写大练兵】
氧化物：
氧化铝：
__________氧化铁：
__________氧化钠：
__________氧化亚铁：
__________
氧化汞：
__________氧化镁：
__________氧化铜：
__________氧化钙：
__________
二氧化碳：
__________二氧化硫：
__________三氧化硫：
__________一氧化碳：
__________
四氧化三铁：
_________五氧化二磷：
__________
氯化物：
氯化镁：
__________氯化钾：
__________氯化氢：
__________氯化钠：
__________
氯化铜：
__________氯化锌：
__________氯化钙：
__________氯化银：
__________
氯化铝：
__________氯化铵：
__________
硫化物：
硫化氢：
__________硫化钠：
__________
氢氧化物：
氢氧化钾：
__________氢氧化钠：
__________氢氧化钙：
__________氢氧化钡：
__________
氢氧化铁：
__________氢氧化铝：
__________氢氧化铜：
__________氢氧化镁：
__________
硫酸盐：
硫酸铜：
__________硫酸钠：
__________硫酸铵：
__________硫酸铜：
__________
硫酸钡：
__________硫酸铝：
__________硫酸银：
__________硫酸锌：
__________
碳酸盐：
碳酸钙：
__________碳酸钠：
__________碳酸铵：
__________碳酸钡：
__________
碳酸铜：
__________碳酸镁：
__________
硝酸盐：
硝酸铵：
__________硝酸银：
__________硝酸铜：
__________硝酸钠：
__________
硝酸锌：
__________
几个特例：
过氧化氢：
__________过氧化钠：
__________
5.根据化学式求化合价
例如：
确定氯酸钾中氯元素的化合价。
解：
（1）写出氯酸钾的化学式：
KClO3
（2）查表得出钾元素为+1价，氧元素为-2价，但氯元素有-1价、+1价、+5价、+7价等。
（3）根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零求出氯元素的化合价。
设氯元素的化合价为x。
1＋x＋（－2）×3＝0解得：
x＝＋5
（4）标出各元素的化合价。
【例1】在硫酸根离子SO42-中S的化合价是（ B ）
A．+4B．+6C．+2D．-2
【例2】标出带点元素的化合价并写出物质的名称
（1）H2_______；CuO________；MnO2________；FeCl3________；FeCl2_____；
（2）Cu_______；KMnO4________；NH3________；CO2_________；H2O__________
【例3】下列化学符号与表述的意义相符的是（C）
A．C12两个氯原子B．Fe2+一个铁离子带两个单位电荷
C．H2O2过氧化氢中氧元素显-l价D．NO2二氧化氮由一个氮原子和一个氧分子构成
【例4】下列各组物质中，带点的同种元素的化合价相同的是（D）
A．Cl2、NaClB．NH4Cl、HNO3C．MnO2、K2MnO4D．P2O5、Ca3（PO4）2
【例5】下列化学式书写不正确的是（C）
A.碳酸钠Na2CO3B.硫酸钙CaSO4C.硝酸镁MgNO3D.氢氧化铝Al（OH）3
知识点四有关相对分子质量的计算
1.计算相对分子质量（同乘异加）
化学式中各原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（符号为Mr）。
相对分子质量=【（化学式中各原子的相对原子质量）×（其原子个数）】之和。
如：
碳酸钙的相对分子质量
CaCO3的相对分子质量=40×1＋12×1＋16×3＝100（补充练习CuSO4·5H2O）
2.计算物质组成元素的质量比
元素质量比=【（化学式中各原子的相对原子质量）×（其原子个数）】之比。
如：
碳酸钙中钙元素、碳元素和氧元素的质量比
CaCO3中钙元素、碳元素和氧元素的质量比＝40∶12:
16×3＝10∶3:
12
3.计算物质中某元素的质量分数
某元素的质量分数=该原子的相对原子质量×原子个数与该物质的相对分子质量之比
如：
碳酸钙（CaCO3）中钙元素的质量分数
先算出CaCO3的相对分子质量=40×1＋12×1＋16×3＝100
再计算钙元素的质量分数：
药品、食品等商品的标签或说明书上常常用质量分数来表示物质的成分或纯度。
【例1】某化合物的化学式是R2O3，它的相对分子质量是160，则R的相对原子质量（A）
A．56B．112C．114D．72
【例2】某种氮元素与氧元素形成的化合物中，氮与氧两种元素的质量比为7:
20，该氧化物的化学式为（D）
A．NOB．N2O3C．NO2D．N2O5
【例3】乳酸亚铁片可用于治疗缺铁性贫血。
右图为乳酸亚铁说明书上部分文字。
请仔细阅读后回答以下问题：
【主要成分】乳酸亚铁
【化学式】C6H20FeO6
【用量】成人治疗量：
0.3-0.6g/日
【注意事项】1.宜饭后口服
2.服时忌茶，避免被鞣质沉淀
【规格】0.1g/片
①乳酸亚铁中含有4种元素。
②乳酸亚铁中碳、铁两种元素的质量比为9：
7。
③服药时不能喝茶的原因是避免乳酸亚铁被鞣质沉淀。
【例4】虾青素（C40H52O4）是一种具有极强的抗肿瘤、抗氧化性的物质，可增强动物的
免疫力．下列有关它的说法中，正确的是（ B ）
A.虾青素由40个碳原子、52个氢原子和4个氧原子构成B.虾青素的相对分子质量是596
C.虾青素是一种氧化物D.虾青素中氧元素的质量分数最小
【例5】①计算NH4HCO3的相对分子质量，并计算该分子中氮元素的质量分数。
②计算C2H5OH相对分子质量，并计算该分子中氢元素的质量分数。
（精确到0.1%）
【答案】①79,17.7%；②46，13.0%
谁是凶手
沐浴在晨光中的山村，从睡梦中醒来了。
举目望去，成群的牛羊在绿茵茵的山坡上奔跑、嬉戏。
接着映入眼帘的便是咯咯觅食的鸡群，呱呱追逐的鸭子……忽然，阵阵欢声笑语传来，循声望去，原来是姑娘在湖边梳洗打扮，碧绿的湖水，山色掩映，还荡漾着村童嬉水玩耍的身影……然而今天，山村的生机荡涤殆尽，就连晨光也好像失去光泽，展现在人们眼前的竟是满目的死尸、毙命的牛羊。
生灵在此已不复存在，真是惨绝人寰，令人震惊。
这便是中央电视台播放的尼斯湖惨案一组镜头的写实。
祸不单行，同在喀麦隆，更大不幸在玛瑙湖畔发生了，对此人们不禁要问，作恶多端的凶手是谁？
法网难逃，凶手终于“捉拿归案了”。
但出人意料的是，凶手竟是人们熟知的二氧化碳气体。
然而更令人不解的是，二氧化碳何以如此猖狂？
又何以致人畜于死地？
经科学家研究发现，微妙的化学平衡使尼奥斯湖、玛瑙湖的水分成了奇特的若干层，而且最深层的水又含有极其丰富的碳酸盐。
然而这样的化学平衡并不是稳定的，在外界环境的影响下，特别在地壳活动频繁之际，分层的湖水便会受到扰乱，富有碳酸盐的深层水就会上升，在压力和温度骤然变化下迅速分解，整个湖泊也就成了一个被猛然开启的巨大汽水瓶。
虽然二氧化碳本身并没有毒，但空气中含有超过0.2％便会对人体有害，超过1％以上即会使人畜窒息而亡。
因而二氧化碳大量释放下沉，灾难也就不可避免了。
然而湖水中的这种化学平衡并非绝无仅有，科学家还发现前苏联凯而顿湖的水竟以五层分布，而且底层被更令人担忧的硫氢化物所渗透。
那么存在其中的化学平衡是否也会被打破？
硫氢化物是否会转化为毒性甚大的硫化氢并进而兴风作浪？
更重要的是如何防患于未然，阻止惨案的再度重演？
如今，科学家们正面临着环境化学新课题的挑战。
【作业1】决定元素种类的是（B）
A．电子数B．质子数C．中子数D．最外层电子数
【作业2】某品牌高钙奶中的“钙”是指（B）
A．原子B．元素C．分子D．单质
【作业3】最近科学家用钙原子轰击铕原子，合成117号元素（部分信息如图所示）。
下列说法错误的是（A）
A．该元素的相对原子质量为294g
B．该元素的原子序数为117
C．该元素的原子核外电子数为117
D．钙和铕都属于金属元素
【作业4】下列物质的化学式书写正确的是（C）
A.氯化铁FeCl2B．氧化镁MgO2C．硫酸铜CuSO4D．氯化铝AlCl
【作业5】误食工业盐亚
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