第三章 物质构成的奥秘 第四节 物质组成的表示方法

第四节 物质组成的表示方法 <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

学习目标

知识与技能：

1 、能说出化学式的含义；

2 、能依据物质组成、利用元素化合价书写常见物质的化学式；

3 、能根据化学式进行物质组成的简单计算。

过程与方法：

逐步形成对事物进行抽象概括和定量处理的能力。

情感态度价值观：

养成尊重客观实际，认真、严谨的科学态度。

内容要点

1 、 通常用化学式表示物质的组成。

2 、 可以利用元素化合价书写化学式。

3 、 写化学式时，正价元素通常写在左边，负价元素通常写在右边。原子的数目用阿拉伯数字写在元素符号的右下角。 在金属化合物中，金属元素一般呈正价，非金属元素一般呈负价；在非金属氧化物中，非金属元素一般呈正价。根据化合物中各种元素化合价的代数和等于零的原则，确定化合物中各种元素原子的数目。

4 、 简单化合物的中文命名原则。

5 、 两种元素组成的化合物，在两种元素中间用“化”字连接，如氧化铜（ CuO ）。

6 、 化学式中元素的名称从右向左读，与化学式的写法刚好相反，如氯化钠（ NaCl ）。

7 、 元素的原子个数在该元素之前先读出，如五氧化二磷（ P2O5 ）。

8 、 含有复杂原子团的化合物，要根据其特征来称呼，不需读出原子或原子团的个数，如氢氧化钠（ NaOH ）、碳酸钙（ CaCO3 ）、硫酸钠（ Na2SO4 ）等。

教学内容：

一、化学式反映了物质的组成

1 、化学式（ formular ），就是用元素符号和数字的组合来表示纯净物组成的式子。

提出的依据：任何纯净物都有固定的组成，不同的物质组成不同

2 、化学式所表示的含义（一般包括宏观和微观角度）

微观上：表示某物质；表示该物质由哪些元素组成的

宏观上：表示该物质的一个分子或者一个原子；由分子构成的物质，还可以表示一个分子的构成情况

我们以水（ H2O ）为例说明

	化学式的涵义	以 H2O 为例
宏观	表示一种物质	表示水这种物质
	表示该物质有哪些元素组成的	表示水由氧元素和氢元素组成的
微观	表示该物质的一个分子	表示一个水分子
	表示一个分子里有多少个原子	表示一个水分子中由 2 个氧原子和 1 个原子构成
质量	表示物质的相对分子质量	Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18
	表示物质中各种元素的原子个数比	水中氢元素和氧元素的原子个数比为 2 ： 1
	表示物质中各种元素的质量比	水中氢元素和氧元素的质量比为 1 ： 8

3 、化学式中元素符号周围的数字的意义

如 aRbc

a 表示有 a 个这样的微粒

b 表示一个微粒中有 b 个原子或原子团

c 表示一个该离子中带有 c 个正（负）电荷

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

一个硫酸分子中含有 4 个氧原子

一个硫酸分子中含有 1 个硫原子

一个硫酸分子中含有 2 个氢原子

3 个硫酸分子

<?xml:namespace prefix = w ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:word" /> 如： 3H2SO4

Ca2+

表示钙离子，一个钙离子带 2 个单位的正电荷

注意：同元素符号的意义相似，在化学式前有数字后，就不能表示宏观含义，只能表示微观含义

二、简单化合物的命名

1 、两种元素组成的化合物的命名

根据元素的名称，从右往左读作“某化某”。如 NaCl 读作“氯化钠”， ZnO 读作“氧化锌”， Fe3O4 读作“四氧化三铁”。但要注意， H2O 就是“水”，不能读成“氧化氢”， NH3 就是“氨气”。

2 、含有 OH 原子团的化合物的命名

一般命名为“氢氧化某”

如： NaOH 读作“氢氧化钠”， Cu(OH)2 读作“氢氧化铜”

3 、含有其他原子团的化合物的命名

一般根据原子团和另一元素的名称从右到左的顺序读作“某酸某”。

如： CaCO3 读作“碳酸钙”， Cu(NO3)2 读作“硝酸铜”

但注意， H2CO3 就读作“碳酸”， H2SO4 就读作“硫酸”等。

4 、某些比较复杂物质的命名

如： Cu2(OH)2CO3 读作“碱式碳酸铜”， H2O2 读作“过氧化氢”等

三、化合价和化学式的写法

1 、各种物质的化学式都是通过实验方法测定出来的，一种纯净物只能由一个化学式来表示，不能主观臆造

2 、化合价。大量的化合物中不同元素的原子数目中都是一个固定的比值，体现这种关系的数值就是化合价

某种元素的化合价数值与它原子的最外层电子数是密切相关的

3 、单质的化学式的写法

（ 1 ）金属单质、固体非金属单质、稀有气体单质用元素符号表示。如金属单质： Fe （铁）、 Na （钠）；固体非金属： S （硫）、 P （磷）等；稀有气体： He （氦）、 Ne （氖）等

（ 2 ）氧气等多原子分子构成的单质，在元素符号的右下角添上下标，表示一个分子含有多少个该原子。如： O2 （氧气）、 O3 （臭氧）， Cl2 （氯气）

4 、化合物的化学式的写法——根据化合价来写化学式

（ 1 ）一般是正价的元素（或原子团）写在左边，负价元素（或原子团）写在右边

（ 2 ）在金属化合物中，金属元素一般呈正价，非金属呈负价；在化合物中，氧元素一般呈 -2 价，氢元素一般呈 +1 价

（ 3 ）化合物中，各种元素化合价的代数和为零

注意：

+2 CuO

（ 1 ）标注某元素的化合价时，务必要写在该元素符号的正上方，先标电性，后标数目

如

+2 表示在氧化铜中铜元素呈 +2 价

（ 2 ）某些元素具有可变价态，它们表示在与其他元素化合形成化合物时，会出现多种可能

特别： Fe 在命名时， +3 价就是铁，而在 +2 价时要被称为亚铁

补充： 初中一般常见的原子团及化合价

原子团	化学式	化合价	原子团	化学式	化合价
氢氧根	OH	-1	硝酸根	NO3	-1
碳酸氢根	HCO3	-1	高锰酸根	MnO4	-1
碳酸根	CO3	-2	锰酸根	MnO4	-2
氯酸根	ClO3	-1	硫酸根	SO4	-2
磷酸根	PO4	-3	亚硫酸根	SO3	-2
氨根	NH4	+1

识记： 课本 P80 的常见元素的化合价

四、根据化学式的计算

（ 1 ）某物质的相对分子质量的计算

将化学式中所有的原子的相对原子质量加和，即是该物质的相对分子质量

如： Ca(OH)2

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

（ 2 ）计算化合物中的原子个数之比

在化学式中，元素符号右下角的数字就是表示该元素原子的个数，因此这些数字的比值就是化合物中的原子个数

如： Fe2O3 中，铁原子与氧原子个数比就是 2 ： 3 ，碳酸钙 CaCO3 中钙、碳、氧原子个数比为 1 ： 1 ： 3

但注意某些物质的化学式中，同种元素并不写在一起的，这时要注意原子个数

如： NH4NO3 中，氮、氢、氧原子个数比应该为 2 ： 4 ： 3

Cu2(OH)2CO3 中，铜、碳、氢、氧原子个数比为 2 ： 1 ： 2 ： 5

（ 3 ）计算化合物中各元素质量之比

在化合物中，各元素质量之比就是各元素的原子个数与它的相对原子质量积之间的比值

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

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

（ 4 ）计算化合物中某一元素的质量分数

元素的质量分数（ ω ）＝ × 100 ％＝ × 100 ％

如：计算 MgSO4 中氧元素的质量分数

ω (O) ＝ × 100 ％＝ × 100 ％＝ 53.3 ％

（ 5 ）计算一定质量的物质中某元素的质量

某元素的质量＝物质的质量×该元素在物质中的质量分数

如：求 60gMgSO4 中含有氧的质量

m （ O ）＝ m （ MgSO4 ）× ω (O) ＝ <?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /> 60g × 53.3 ％＝ 32g

（ 6 ）有关化合物中元素的质量分数的计算

如：

例 1 硝酸铵样品中含有杂质 10 ％（杂质中不含氮元素），求样品中氮元素的质量分数

首先，先求出纯净的硝酸铵中，氮的质量分数为：

尿素中氮元素的质量分数 ω (N) ＝ × 100 ％＝ × 100 ％＝ 35 ％

设不纯的硝酸铵中氮元素的质量分数为 x ，则有如下关系：

	纯硝酸铵	不纯的硝酸铵
含有硝酸铵	100 ％	90 ％
含有氮元素	35 ％	x

故： ， x ＝ 31.5%

例 2 某不纯的尿素 [CO(NH2)2] 中氮元素的质量分数为 42.4% ，求这种尿素中杂质（不含氮元素）的质量分数。

解：尿素的相对分子质量 =12+16+ （ 14+2 × 1 ）× 2 ＝ 60

尿素中氮元素的质量分数 ω (N) ＝ × 100 ％＝ × 100 ％＝ 46.7 ％

设不纯的尿素中含尿素的质量分数为 x ，则有如下的关系

	纯尿素	不纯尿素
含尿素	100 ％	x
含氮元素	46 ． 7 ％	42 ． 4 ％

故： ， x ＝ 90. 8%

例 3 多少克碳酸氢铵（ NH4HCO3 ）与 400g 硝酸铵（ NH4NO3 ）含氮元素质量相等

解：根据所含氮元素质量相等来列等式

设需要碳酸氢铵的质量为 x

则，质量为 x 的碳酸氢铵中含有氮元素的质量为 m1 （ N ）＝ x • ＝ 17.7 ％• x

400g 硝酸铵中含有氮元素质量为 m1 （ N ）＝ 400 × 35 ％

故： 17.7 ％• x ＝ 400g × 35 ％； x ＝ 790g

补充练习测试题

（ 1 ）写出氢、硫、碳、钠、镁、铝、铁等十种元素的常见化合价并分别写出它们氧化物的化学式。

（ 2 ）在上述元素中，哪些元素能结合组成化合物？写出其中几种化合物的化学式。

（ 3 ）依据下列物质名称写出化学式：硫酸钠、碳酸铜、硝酸镁、三氯化铝。

（ 4 ）依据下列物质的化学式写出名称： K2SO4 、 KNO3 、 Na2CO3 、 Al(OH)3 、（ NH4 ） 2 SO4

（ 5 ）比较三种氮肥的含氮量大小：硫铵、硝铵、尿素。

（ 6 ）要在每亩地上增加 1 千克 氮元素，问 10 亩地应施加尿素多少千克？如果改用碳酸氢铵，需要多少千克？

（ 7 ）将 17 克 某化合物在高温下煅烧，共得到 10 克 氧化铁和 8 克 二氧化硫。求：该化合物中含有哪几种元素？每种元素的质量是多少克？该化合物中，各元素的原子个数比是多少？