第三单元第三节《 物质组成的表示课件-2024-2025学年八年级化学鲁教版（五四制）（2024）全一册

第三单元 物质构成的奥秘 授课人：荆鹏 第三节 物质组成的表示 元素及其符号是化学的灵魂 目标三 目标一 目标二 目标四 能用化学式表示常见物质的组成,能从宏观与微观、定性与定量相结合的视角说明化学式的含义。 知道常见元素的化合价,能根据化合价书写化学式,还能分析常见物质中元素的化合价。 认识相对分子质量的含义及应用,能根据化学式进行物质组成的简单计算,能根据相关标签或说明书辨识某些食品、药品的主要成分,并能比较、分析相应物质的含量。 形成“宏观一微观一符号”多重表征的化学思维方式。 目标导航 目录 CONTENT 化学式及其意义 化合价 利用化学式进行的基础计算 利用化学式进行的变形计算 化学式及其意义 01 学会使用化学符号表示物质 课堂讨论： 近些年有不少网络诈骗案件发生，为什么某些不法分子可以借助身份证号进行违法犯罪活动呢? 请看在短短的一组号码中可以包含多少信息 1 3 0 1 0 5 1 9 6 8 x x x x 0 6 1 8 这给你带来了什么启示？ 化学式 省 市 县(区) 年 月 日 性别 校验 课堂讨论： 通过先前的学习，我们对水应当有以下认识： ①水由氢元素，氧元素组成； ②水由水分子构成； ③水分子由两个氢原子与一个氧原子构成。 那我们能否为水这种物质编制一段“身份证号”，从而相对简捷地表示上述信息呢？ 化学式 水是由氢元素氧元素组成的 水由大量水分子聚集而成 水分子由两个氢原子一个氧原子构成 H2O 化学式 借助电解水实验的现象可知 每个水分子的构成与性质均相同 针对微观粒子要讨论个数 符号是连接微观与宏观的桥梁 案例分析： 化学式 概念： 用元素符号和数字的组合来表示物质组成的式子。 对概念的理解： ①化学式中原子（或原子团）的个数比一般为最简整数比。 ②混合物不能用化学式表示，只有纯净物才能用化学式表示。 ③每一种纯净物只有一个化学式，但一个化学式有可能用来表示不同的物质。如氧气的化学式是O2，没有别的式子再能表示氧气；P既是红磷的化学式，也是白磷的化学式； ④物质的化学式和状态没有关系，如水和冰的化学式均为H2O 化学式的概念及理解 化学式 二氧化碳（CO2） 化学式的意义 二氧化碳是由分子构成的物质。其化学式含义为： ①宏观含义：a.表示一种物质; b.表示物质的元素组成。 ②微观含义：a.表示物质的一个分子； b.表示物质每个分子的构成； 一般将由分子构成的物质的化学式称为分子式。 化学式 铜单质Cu 化学式的意义 铜单质是由原子构成的物质。其化学式含义为： ①宏观含义： a.表示该种物质; b.表示物质的元素组成。 ②微观含义：表示该物质的一个原子。 当描述由原子构成的物质时，该物质的化学式即为组成该物质的元素的元素符号。 化学式 氯化钠（NaCl） 化学式的意义 氯化钠是由离子构成的物质。其化学式含义为： ①宏观含义： a.表示一种物质; b.表示物质的元素组成。 ②微观含义：表示物质中阴、阳离子的个数比 化学式 化学式的读法与写法： 纯净物 金属与非金属元素组成化合物 化合物 金属 固态非金属 稀有气体 气态非金属 （金左非右） Fe Mg C P He Ne O2 N2 化合物一般从后往前 读作“某化某”，有 时需要指出个数 KCl NaCl 用元素符号直接表示 元素符号右下角写明表示分子中所含原子个数 读元素名称 读“某气” 单质 化学式 关于化学式读法的注意： 化学式的读法 化学式 ①H2O（水）、NH3（氨气）CH4（甲烷）等物质的读法 不符合上述规律。 ②化学式中第一种元素的原子个数为1时，一定不读出； ③后一种元素的原子个数为1 时： 仅在两种元素可构成多种化合物时，1必读，如CO； 在两种元素仅可构成一种化合物时，可不读数字。 ④以上规律仅限于由两种元素组成的化合物。 随堂练习： 1.甲醛（CH2O）是家庭装修后造成室内污染的主要有害气体。下列关于甲醛的说法中正确的是（ ） A. 甲醛是由碳和水两种物质组成 B. 甲醛是由碳、氢、氧三种元素组成 C. 一个甲醛分子是由一个碳原子、一个氢分子、一个氧原子构成 D. 甲醛分子中碳、氢、氧元素的个数之比是1∶2∶1 化学式 B 随堂练习： 2.O2表示氧气还可以表示：①氧元素； ②一个氧分子③两个氧元素； ④氧气由氧元素组成； ⑤每一个氧分子由两个氧原子构成；⑥两个氧原子。正确的是（ ） A.①②③ B. ②④⑤ C. ②④⑥ D.①④⑥ 3.五氧化二氮的化学式是（ ） A.O2N5 B. O5N2 C.N2O5 D. N5O2 化学式 B C 化合价 02 元素相化合的规律 随堂思考： 目前已知的物质有数千万种，我们可以依据实验的结果来测定物质的组成并写出物质的化学式，但如果每个化学式的书写都像英语单词一样依靠记忆，那研究问题将会有极大困难。 有没有更简单的办法来解决化学式的书写问题呢？ 可利用化合价写出物质的化学式 化合价 随堂思考： 一些物质组成元素的原子个数比 什么是化合价？ 化合价是物质组成化合物时所展现出来的性质。 化合价与物质的组成有怎样的联系？ 通过化合价数值表示了不同种元素的原子相化合时的个数关系。 物质 NaCl Al2O3 H2O NH3 原子个数比 1:1 2:3 2:1 1:3 化合价 化合价的概念： 化合价是一种元素的一定数目原子与其他元素的原子化合（即构成化合物）时表现出来的性质。 注：①化合价是有正负的一组数字。 ②化合价是描述元素的，只有宏观含义，没有微观含义，即不能 说原子的化合价或物质的化合价，而只能说元素的化合价。 化合价的意义： 化合价反映元素的原子之间相互化合时的数目，因此，强调化合价时，一定要指明元素。 化合价的概念及意义 化合价 离子型化合物中元素的化合价数值 =一个原子得失电子的数目 最外层有1个电子，没有达到稳定结构 最外层有7个电子，没有达到稳定结构 Na显+1价 Cl显-1价 钠原子失去最外层的1个电子，形成钠离子 氯原子得到1个电子，形成氯离子 化合价 化合价的形成——由离子构成的化合物： 化合价的形成 +8 +1 +1 分子型化合物中的元素的化合价数值 = 共用电子对的数目 共用电子对 H显+1价 O显-2价 化合价 化合价的形成——由分子构成的化合物： 化合价的形成 共用电子对 化合价的数值与符号： ①化合价数值的确定： a.在化合物中，元素的化合价由这种元素的原子得到或失丢电子的数目决定。 如NaC1； b.有些情况下，不同元素的原子之间相互化合是靠各自提供电子、形成共用 电子对来实现的，这种情况下，化合价的数值是形成共用电子对的数目； c.元素化合价的数值取决于原子最外层上的电子数。 ②化合价正负的确定： 元素的原子在形成化合物时得电子则显负价，失电子则显正价。 ③一般规律: 正价数等于原子最外层电子数，负价数等于8减去最外层电子数。 化合价 化合价的表示方法： 通常在元素符号或原子团的正上方用＋n或-n表示，“+”“-”在前，数值在后， “1”不能省略。 例如： HCl Al2O3 Na2SO4 H2SO4 CaCO3 NaNO3 化合价 +1 -1 +3 -2 +1 +6-2 +1+6 -2 +2+4-2 +1+5 -2 随堂思考： 请看课本P68 常见元素或根在化合物中的主要化合价 表格，思考以下问题： 金属元素与非金属元素的化合价有何特点？ 请计算NaOH、MgO、AlCl3、等物质的化合价代数和，你发现了什么规律？ 元素构成单质时，化合价为多少？ 化合价 化合价的一般规律： ①氧元素通常显-2价，氢元素通常显＋1价。 ②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；非金属元素和氧元形成化合物时，非金属元素通常显正价。 ③化合价有正价和负价，在化合物中正负化合价的代数和为零。 ④元素的“化合价”是元素的一种重要性质，这种性质只有跟其他元素相化合时才表现出来。也就是说单质元素的化合价为“0”。比如铁等金属单质、碳等非金属单质、氦等稀有气体。 化合价 化合价的一般规律： ⑤一些元素具有可变化合价，如CO和CO2，碳元素的化合价分别 为＋2价、＋4价。 注：如Fe（+2、+3）,Cu（+1、+2）等变价金属是初中阶段研究的重点问题之一（元素显低价时读“亚某”）。 ⑥原子团的化合价一定不为零，其在数值上等于该原子团所带的电 荷数，如硫酸根离（SO4），硫元素显＋6价，氧元素显-2价， 化合价的代数和为(+6)+(-2)=-2。 化合价 常见化合价记忆口诀： 钾钠银氢正一价，钙镁钡锌正二价； 氟氯溴碘负一价，通常氧是负二价； 铜正一二铝正三，铁正二三硅正四； 碳有正二和正四，硫有负二正四六； 负三正五氮和磷，锰为正二四六七。 化合价 化合价符号与离子符号的比较： 化合价 不同点 元素化合价的符号 离子符号 概念不同 位置不同 前后不同 省略不同 表示元素原子所显化合价的数值和正负的符号 表示带电原子或原子团所带电荷的电性和电荷量符号 化合价写在元素符号或原子团的正上方 所带电荷写在元素符号或原子团的右上角 正负号在前，数字在后 数字在前，正负号在后 化合价为＋1价或-1价时，数字“1”不能省略 带一个单位正电荷或负电荷时，“1”省略不写 化合价符号与离子符号都是常用的化学语言，二者有何区别？ 化合价的一般规律： ①金属元素的化合价与原子最外层电子数的关系： 金属元素的原子容易失去最外层电子， 所以金属元素的化合价数一般等于其原子的最外层电子数，为正价。 化合价 化合价的一般规律： ②非金属元素的化合价与原子最外层电子数的关系： 非金属元素的化合价也是由最外层电子数决定的。通常情况下， 非金属元素的最高正价的数值=元素原子的最外层电子数； 非金属元素的最低价的数值=8-元素原子的自外层电子数。 化合价 ±m a R 表示粒子个数 表示化合价的 数值、正负 一个离子所带电荷的数值、正负 一个分子中所含原子的个数 化合价 n± 化学符号周围数字表示的意义： b 化合价的应用： ①根据化合价判断化学式正误： 如判断化学式NaCO3是否正确。 a.标出化学式中元素或原子团的化合价： b.计算正负化合价代数和是否为零： （+1）×1（-2）×1=-1≠0， 故给出的化学式是错误的，正确的化学式应为Na2CO3。 化合价 NaCO3 +1 -2 ②根据化合价写化学式：根据化合物中各元素的正负化合价的代数和为零的原则，已知元素的化合价可以推求实际存在物质的化学式，主要方法有两种： a.最简公倍数法： 如已知Al和O的化合价分别为＋3价和-2价，则其化合价的绝对值的最小公倍数为|+3|×|-2|=6，Al原子数为6/3=2，O原子数为6/2=3，故所求化学式为Al2O3。（+3)×2+(-2)×3=0，该化学式正确。 化合价的应用： 化合价 列元素符号(正左负右)→ 原子数→ |化合价|的最小公倍数 |化合价| →标原子数 →验正确性 b.十字交叉法： 如： ， 因为（+3）×2+（-2）×3=0，故化学式正确。 ③根据化学式求化合价： 化合物中正负化合价的代数和为零是解答此类问题的基础，一般是根据无变价元素的化合价求有变价元素的化合价。如，求NH4+中的氮元素化合价，设氮元素的化合价为X，则有X+(+1)×3=+1，即X=-3。 化合价的应用： 化合价 列元素符号(正左负右)→ 标化合价→ 将化合价的绝对值约为最简整数比 →交叉标原子数→ 验正确性 +3 -2 Fe O → Fe O → 3 2 Fe O → 3 2 Fe O →Fe2O3 随堂练习： 1.高铁酸钠（化学式为Na2FeO4）是一种绿色、环保、高效的饮用水消毒剂。高铁酸钠中铁元素的化合价是（　　） A.+4 B.+5 C.+6 D.+7 2.在NH4NO3、N2、NO2、NO这四种物质中， N元素表现出的化合价共有 ( ） A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 3.X、Y两元素的化合价分别为-2和+5，它们化合时形成的化合物的化学式为 （ ） A.XY B.X2Y5 C.Y5X2 D.Y2X5 化合价 D C C 4.二氧化氯(C1O2)是一种新型的自来水消毒剂， 其中氯元素的化合价为 ( ) A．一1 B．+1 C．+3 D．+4 5.用化学符号或名称表示： ① ______________________________， ②氧化镁中镁元素化合价为+2价______。 6.抗击“非典”用过氧乙酸作消毒剂，这主要利用了它的强氧化性。进一步分析提知，这种物质中含有“-1”价氧元素。由此推知，下列几种物质可作消毒剂的是（ ） A、O2 B、H2O2 C、Ca(OH)2 D、Na2CO3 D B 二氧化碳中碳的化合价为+4价 MgO +2 化合价 利用化学式进行的基础计算 03 随堂思考： 原子的质量很小，所以我们采用相对原子质量，那么由原子构成的分子，质量仍然很小，又如何表示呢？ 基础计算 计算相对分子质量： ①定义：相对分子质量就是化学式中各原子的相对原子质量的总和， 符号为Mr。 注：a.相对分子质量是相对值，不是实际质量但反映实际质量 单位为“1”； b.不由分子构成的物质，不称呼相对分子质量而称化学式量。 ②计算方法： 以化学式为AmBn的物质为例： 相对分子质量(Mr)＝A的相对原子质量×m＋B的相对原子质量×n 有关分子式的基础计算结论 基础计算 计算相对分子质量： ③典例分析： 有关分子式的基础计算结论 【例题】 解：H2O的相对分子质量为:1×2＋16＝18。 NH4NO3的相对分子质量为: 14＋1×4＋14＋16×3＝80； 或14×(1+1)＋1×4＋16×3＝80。 计算H2O、NH4NO3的相对分子质量。 基础计算 计算原子个数之比： 即物质化学式中对应元素右下数字之比 计算物质组成元素的质量比： 各元素质量比＝各元素相对原子质量与相应原子个数乘积之比： 如化学式为AmBn的物质中，A、B两元素的质量比为： A的相对原子质量×m：B的相对原子质量×n 注：①在计算时要注意标清元素的顺序。 ②结果所得为比值，并且应该化为最简整数比。 有关分子式的基础计算结论 基础计算 计算物质组成元素的质量比： 有关分子式的基础计算结论 【例题1】求二氧化碳中碳氧元素的质量比； m(c)：m(o)=12:16×2=12:32=3:8。 【例题2】求CaCO3中Ca、O元素的质量比； m(c)：m(o)=40:16×3=40:48=5:6。 【例题3】求Ca（OH）2中各元素质量比。 m(Ca)：m(o)：m(H)=40:16×2:1×2=20:16:1。 基础计算 计算化合物中某元素的质量分数： 化合物中某元素的质量分数＝ 有关分子式的基础计算结论 该元素的相对原子质量×原子个数 该化合物的相对分子质量(化学式量) 【例题1】分别计算水分子中氢、氧元素质量分数 氢元素的相对原子质量×氢原子个数 水的相对分子质量 ×100％ 氢元素的质量分数 = 1×2 1×2+16×1 ×100％ = ≈11.1％ 氧元素的相对原子质量×氧原子个数 水的相对分子质量 ×100％ 氢元素的质量分数 = 16×1 1×2+16×1 ×100％ = ≈88.9％ 基础计算 随堂思考： 小明看到一则某牌氮肥的广告（化学式：NH4NO3)，广告宣传其氮元素的含量为40%，这是否属于虚假广告？ 可通过计算NH4NO3中氮元素质量分数确定； 氮元素的相对原子质量×氮原子个数 NH4NO3的化学式量 ×100％ 氮元素的质量分数 14×2 14×2+16×3+1×4 ×100％ = =35% = 显然为虚假宣传！ 基础计算 有关分子式的基础计算结论 计算化合物中某元素的质量： 化合物中某元素的质量＝化合物质量×该元素质量分数 【例题2】螃蟹味道鲜美，营养丰富，蟹肉中含有的烟酸(化学式为C6H5NO2)是人体必需的维生素，有扩张血管的作用。试计算12.3 g烟酸中碳元素的质量。(列式计算) 12.3 g烟酸中碳元素的质量＝12.3 g× 14 123 ×100%＝7.2 g 基础计算 有关分子式的基础计算结论 计算某混合物中某元素质量分数： 化合物中某元素的质量＝混合物质量×纯度×该元素质量分数 【例题3】现有100t纯度90%的大理石样品（有效成分为碳酸钙，杂质中不含钙元素），请计算该样品中钙元素的质量？ 钙元素的相对原子质量×钙原子个数 碳酸钙的相对分子质量 ×100％ 碳酸钙中钙元素质量分数 = 40×1 40×1+12+16×3 ×100％ = = 40％ 该样品中钙元素质量 = 100t×90%×40% =36t 基础计算 注：①纯度是百分数，不能小于0%，也不能大于100%。 ②纯度是未知数时，表示纯度的字母后要跟上百分号。 随堂练习 1.绿茶中的单宁酸具有抑制血压上升、清热解毒、抗癌等功效，其化学式为C76H52O46，下列关于单宁酸的说法不正确的是（ ） A.由碳、氢、氧三种元素组成 B.一个分子中含有76个碳原子 C.碳、氢、氧原子个数比为76∶52∶46 D.一个分子中含23个氧分子 基础计算 D 2．在食盐中加入适量的碘酸钾(KIO3)，可以有效地防治碘缺乏病。 ①KIO3的化学式量为______，其中碘元素的化合价为____，KIO3中各元素的质量比为______________________。 ②试求碘酸钾中碘元素的质量分数为多少?(保留一位小数) ③我国规定每千克食盐中含碘0．035g，相当于每千克食盐含碘酸钾多少克? 214 +5 K：I：O=39：127：48 ②碘元素的质量分数=(127/214)×100%=59.3% ③KIO3 的质量=I的质量/59.3%=0.035g÷59.3%≈0.059g 基础计算 3.食物的煎炸过程中会产生一种有害物质---丙烯醛，其化学式为C2H3CHO。试回答下列问题： (1)一个丙烯醛分子中含　　　个原子 (2)丙烯醛的相对分子质量是　　　　　； (3)丙烯醛中碳、氢、氧三种元素的质量比为 ； (4)丙烯醛中氧元素的质量分数为 (结果精确至0.1%）；　　 (5)50g丙烯醛含　　　　 g氧元素(结果精确至0.1）。　　　　　　　　　　　　 8 56 9︰1︰4 28.6% 14.3 基础计算 利用化学式进行的变形计算 04 利用化学式变形求物质的质量比： 如在计算含相同质量铁元素的Fe2O3和Fe3O4的质量比时，可先将化学式变形为铁原子数目相等的形式： 【例】Fe2O3→Fe6O9、Fe3O4→Fe6O8， 则含相同质量铁元素的Fe2O3和Fe3O4的质量比为： (56x6+16x9):(56x6+16x8)=30:29 注：该方法还可用于比较由两种相同元素构成的化合物之间某种元素质量分数的大小，如比较FeO、Fe2O3和Fe3O4 三者铁元素质量分数。 利用化学式变形进行的计算 变形计算 利用化学式变形比较元素的原子个数比： 如在计算质量相等的SO2和SO3分子中氧原子的个数比时，可先求出二者相对分子质量的最小的公倍数（“相对分子质量”相等时，二者的质量相同），再分别转化为分子个数求氧原子个数比。 【例】SO2、SO3的相对分子质量分别为64、80， 二者的最小公倍数为320， 转化为分子个数：SO2为320/64=5（个）， SO3为320/80=4（个）， 即5SO2与4SO3质量相同， 则所含氧原子的个数比为：(5x2):(4x3)=10:12=5:6。 利用化学式变形进行的计算 定量表示 混合物中元素质量分数的计算技巧： 这种题型往往是多种物质的混合，已知一种元素的质量百分含量，求另一元素的质量百分含量。 此类题目从表面上看，似乎缺少数据，从数学逻辑上是行不通的。但要想变为现实，符合数学上的逻辑，就必须让这三种或四种种元素转化为只有两种元素的运算，那么解题的根本就是要找出某几种元素之间的质量关系，然后进行代换，最后得到答案。此种题型重在考察分析问题、寻找事物之间联系的能力。现对常见问题进行分类讨论：　 利用化学式变形进行的计算 定量表示 ①两种元素质量比相同： 例1.在FeSO4、Fe2(SO4)3的混合物中，若硫的质量分数22%，则铁 的质量分数为多少？ 　解析：因FeSO4和Fe2(SO4)3中硫元素和氧元素的原子个数比均为 1:4，质量比均为1:2， 则ω(Fe)=1-22%-44%=34% 　练习：在Na2S、Na2SO3和Na2SO4的混合物中，若钠的质量分数为 46%，则氧的质量分数为多少？ 利用化学式变形进行的计算 定量表示 所以，ω(S)=22%，ω(O)=44%， ②某两种元素可化成定比形式： 例2.苯(C6H6,)、乙酸(C2H4O2)、和乳酸(C3H6O3)组成的混合物，经测定含碳元素质量分数为48.0％，此混合物中氧质量分数为多少？ 解析：可将C6H6,C2H4O2,C3H6O3分别变换成 (CH)6,(CH)2(OH)2,(CH)3(OH)3的形式 因此整个混合物可看成是由若干个CH和若干个OH组成。 ω(C)=48.0%，ω(CH)=48.0％×13/12=52.0％， ω(OH)=1-52%=48%，ω(O)=48.0％×16/17=45.2％ 利用化学式变形进行的计算 定量表示 ③某元素质量分数相同： 例3.甲苯和丙三醇组成的混合物中，若含碳的质量分数为58％，那么氢元素的质量分数为多少? 　解析：两者的化学式分别为C7H8和C3H8O3， 物质组成不符合定比形式，也不能通过变式化成定比， 但仔细分析发现两者相对分子质量恰好相等，都为92， 且分子中都含有8个H原子， 故氢元素的质量分数为：ω(H)=（8×1）/92×100％=8.7％ 利用化学式变形进行的计算 定量表示 熟练掌握物质的表示与描述 下课！ $$