内容正文:
第四单元 化学式与化学方程式
01 思维导图
02 考点速记
考点1 化学式
1.化学式:用元素符号和数字表示物质组成的式子。
【注意】(1)只有纯净物才能用化学式表示其组成;
(2)一种物质只有一个化学式,如水的化学式是H2O,过氧化氢的化学式是H2O2。
2.化学式的含义
(1)由原子构成的物质(以Fe为例):
微观角度表示:①表示一个铁原子;
宏观角度表示:②表示铁元素;③表示铁这种物质(只适用于由原子直接构成的物质)
(2)由分子构成的物质(以H2O为例)
宏观角度表示:① 水这种物质 ;②水是由氢元素和氧元素组成的;
微观角度表示:③ 一个水分子 ; ④一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的
(3)由离子构成的物质(以NaCl为例)
宏观角度表示:① 表示氯化钠这种物质;②表示该氯化钠是由钠元素和氯元素组成。
微观角度表示:③表示构成氯化钠的钠离子和氯离子构个数比为1:1。
由离子构成的物质中不存在一个个的分子,其化学式表示该物质中各离子个数的最简比。
【注意】如果在化学式的前面加上数字,那么此时只有微观意义,无宏观意义,如4H2O表示4个水分子。
3.化合价
(1)在不同元素间形成的化合物中,它们的原子个数比是不相同的,显示了这些元素某种特性,即元素的化合价。化学上用化合价来确定化合物中原子或离子之间相互结合的数目。
(2)化合价的表示方法
元素的化合价标在元素符号的正上方,正价用+n表示,负价用-n表示,“1”不可省略。即:R
+n
R
-n
例如:表示-2价的氧元素。
(3)化合价的一般规律
·元素的化合价有正负之分,在化合物中正、负化合价的代数和为0,单质中元素的化合价为0。
·在化合物里氢元素(H)通常为+1价,氯元素(Cl)通常为-1价,氧元素(O)通常为-2价,金属元素常表现出正价,非金属元素有正价也有负价(当金属与非金属形成化合物时,非金属显负价,当氧元素与非金属元素形成化合物时,非金属显正价)。
·部分元素可显不同的化合价,例如,FeCl2中铁元素显+2价,FeCl3中铁元素显+3价。
·有一些化合物,常常含有带电的原子团,叫作根,它们常作为一个整体参加反应,如氢氧化钠(NaOH)中的氢氧根 (OH-)、硫酸(H2SO4)中的硫酸根(SO42-),它们既可分开计算每种元素的化合价,也可合并计算总的化合价。
4.怎样书写化学式
(1)书写原则:必须依据实验测定的结果进行书写,不能凭空臆造。
(2)单质化学式的书写
单质种类
书写方式
稀有气体
用元素符号表示,如氦写为He,氖写为Ne
金属和固态非金属
习惯上用元素符号表示,如铁写为Fe,碳写为C
分子构成的单质
在元素符号右下角写上表示分子中所含原子数的数字,如O2、N2、H2、 O3等。
(3)化合物化学式的书写
①根据化合价写出化学式
·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
·标出有关元素的化合价:
·根据化合物中化合价代数和为0的原则,确定各元素的原子数
·写出化学式。
5.化合物的读法:
(1)由两种元素组成的化合物,总的规则是从右往左读,读作“某化某”,如:NaCl读作氯化钠 ,CuO读作氧化铜。
【注意】有时要读出化学式中各元素的原子个数。如CO2读作二氧化碳。
(2)由酸根离子(或氢氧根离子)和金属阳离子构成的化合物读作“某酸某”(氢氧化某),如Na2CO3读作碳酸钠,Fe(OH)3读作氢氧化铁。
6.根据化学式进行计算
(1)计算相对分子质量
相对分子质量=各原子的相对原子质量之和
【注意】相对分子质量也是比值,单位为1!!!
(2)计算化合物中各元素的质量比
各元素之间的质量比=化学式中各原子的相对原子质量总和之比
(3)化合物中某元素的质量分数=。
考点2 质量守恒定律
1.内容:在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,这就是质量守恒定律。
2.质量守恒定律概念要点:
①适用于 “一切化学反应”,不适用于物理变化。
②指“参加”反应的物质,未反应完的物质不计算在内。
③“生成的各物质的质量总和”,应当包括生成的所有物质,如沉淀、气体等。
④质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒,其它方面如体积等不一定守恒。
3.质量守恒定律的微观解释:物质发生化学反应时,只是原子重新组合,原子的种类和数目都没有改变,原子的质量也没有变化。因此,化学反应前后物质的总质量不变。
4.在化学反应前后:
六个“不变”
两个“一定变”
三个“可能变”
微观
①原子的种类
②原子的数目
③原子的质量
分子的种类
分子的数目
宏观
①元素的种类
②元素的质量
③物质的总质量
物质的种类
①元素的化合价
②物质的状态
5.质量守恒定律的验证实验
当有气体参加反应或有气体生成时,该反应必须在密闭容器内进行,才能验证质量守恒定律。
6.质量守恒定律的应用:
·根据元素守恒,确定物质的元素组成
·利用质量守恒定律确定化学方程式中未知物质的化学式。
·计算化学反应中某物质的质量
考点3 化学方程式
一、什么是化学方程式
1.化学方程式:用化学式表示化学反应的式子叫做化学方程式,简称反应式。其中,参加反应的物质,叫作反应物,化学反应后产生的物质,叫作生成物。
2.化学方程式提供的信息(意义)(以C+O2CO2为例):
①从定性视角认识,反映了反应物、生成物和反应条件;
如上述反应表示反应物是碳和氧气,反应条件是点燃,生成物是二氧化碳。
②从定量视角认识,微观上化学方程式表示了反应中构成各物质的微观粒子间的数量关系,宏观上表示质量关系。
3.化学方程式的读法(以C+O2CO2为例)
⑴质:碳 和 氧气 在点燃 的条件下反应生成 二氧化碳;
⑵量:每12 份质量的碳和32份质量的氧气完全反应,生成44份质量的二氧化碳;
每1个碳原子和1个氧分子反应,生成1个二氧化碳分子。
二、怎样书写化学方程式
1.化学方程式的书写原则
(1)必须以客观事实为基础(不能臆造事实上不存在的物质,也不能书写实际不存在的化学反应)。
(2)必须遵守质量守恒定律(等号两边各原子的种类和数目必须相等)。
2.化学方程式的书写步骤
(1)具体步骤
①写:根据客观事实写出反应物和生成物的化学式,反应物写在左边,生成物写在左边,中间用“——”连接。
②配:根据质量守恒定律配平化学方程式,即在有关化学式前面配上适当的系数,使反应前后各元素的原子个数相等,然后把“——”改成“===” 。
③标:标明反应条件和生成物的状态。
④查:化学方程式书写完成之后要检查化学方程式中的化学式是否正确、有没有配平、反应条件是否遗漏、有没有漏标“↑”或“↓”。
(2)配平方法
①最小公倍数法;②奇数配偶数法:
3.根据化学方程式进行计算:
(1)计算依据:化学方程式可反映各物质间的质量关系。
(2)根据化学方程式进行计算的步骤:
①设未知量;②根据题意写出方程式;③根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比;④列出比例式,并求出未知数; ⑤回答问题
03 素养提升
易错点辨析
(一)对质量守恒定律中“参加反应的”各物质理解不透彻。
对质量守恒定律中“参加反应的”意义理解不透,常把反应物当成参加反应的物质;质量守恒定律的应用范围是化学反应,有些同学却用来解释一些物理变化;对可燃物燃烧或有气体生成的化学反应应用质量守恒定律解释时,认为不符合质量守恒定律。因此,在对质量守恒定律的应用时,一定要抓住概念中的关键词:“参加反应的各物质”、“质量总和”,“生成的各物质”、“质量总和”,不能片面强调某一点。
(二)化学方程式的计算中常出现的几个错误:
1.化学方程式书写不正确,主要是配平时出现的一些错误,避兔出错的方法是写好化学方程式后,一定要养成检查的习惯。
2.相对分子质量总和计算不正确,化学式前的化学计量数没有代入计算。
3.把含杂质物质的质量或体积直接应用在化学方程式计算上,避免出错应牢记化学方程式计算是纯物质的质量计算,因此计算时应根据质量分数和杂质的量求出纯净物的质量,把体积乘以密度换算成质量,才能进行计算。
4.审题不清、不会分析实验数据和图形、计算格式不准确、单位错误等等。
方法提炼
(一)通过已知物质的化学式,我们能得到以下信息(以葡萄糖C6H12O6为例):
①可以知道该物质是由哪种粒子构成,如葡萄糖是由分子构成;
②可以知道该物质的元素组成,如葡萄糖是由碳、氢、氧三种元素组成的
③可以知道该物质分子是由多少原子构成,如1个葡萄糖分子中含有24个原子
④可以计算葡萄糖的相对分子质量:12×6+1×12+16×6=180 ;
⑤可以计算葡萄糖组成元素的质量比:
葡萄糖中C、H、O三种元素的质量比=12×6:1×12:16×6=6:1:8(计算结果一般要约成最简整数比) ;
⑥可以计算葡萄糖中各元素的质量分数:
葡萄糖中碳元素的质量分数= 。
(二)质量守恒定律的验证实验:
进行质量守恒定律的验证实验时,一是要注意所选物质间能否发生化学反应,二是要注意反应中是否有气体参加或者有气体生成,如果有此情况,必须使反应在密闭容器内进行,如果没有此情况,反应可以在敞口容器内进行。
(三)在根据化学式的简单计算时需要注意的几个问题:
(1)计算相对分子质量时,同种元素的相对原子质量与其原子个数之间用“×”,不同种元素的相对原子质量之间用“+”;化学式中有括号时,括号内的相对原子质量相加之后再乘括号外的角码。
(2)不要把组成元素的原子个数比误认为是元素的质量比。在化合物中,各元素的相对原子质量的和之比就是该化合物中各元素的质量比;而原子个数比是指一个分子中各元素的原子数量之比。
(3)在计算化合物中某元素的质量分数时,一定要弄清该元素的原子个数,否则会导致错误。2.注意区分“原子个数比”和“元素质量比”:在化学式中,元素符号右下角的数字的比是构成该物质分子的各原子的个数比,用原子个数分别乘它们的相对原子质量得出的比是各元素的质量比。
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