2025年贵州省中考化学一轮复习考点探究第9讲：元素、化学式和化合价

单元二　物质的组成与结构 第9讲　元素、化学式和化合价 1 学业要求:根据《义务教育化学课程标准(2022年版)》描述编写 ❶能对元素进行简单分类,能识记并正确书写常见元素的名称和符号,能从组成物质的元素的角度判断物质的类别,能根据原子的核电荷数判断核内质子数和核外电子数,能根据元素的原子序数在元素周期表中查到该元素的名称、符号、相对原子质量等信息; ❷能用化学式表示某些常见物质的组成,能分析常见物质中元素的化合价; ❸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; ❹能根据化学式进行物质组成的简单计算; ❺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。 元素与元素周期表 (1)元素 ①定义:元素是　 　(即核电荷数)相同的一类原子的总称。  ②分类 质子数 ③存在:地壳中含量前五的元素是 　 　;人体中含量最多的元素是 　 　;空气中含量最多的元素是　 　。  氮 氧 氧、硅、铝、铁、钙 ④元素符号 a.若元素符号由一个字母组成,应大写;若元素符号由两个字母组成,则第一个字母大写,第二个字母小写。 b.意义:表示　 　;表示　 　;有些还可以表示　 　。如果元素符号前加上了数字,就只具有　 　意义。  一种物质 微观 一种元素 这种元素的一个原子 ⑤两个决定 元素的化学性质主要是由　 　决定的;元素的种类是由　 　决定的。  最外层电子数 质子数 (2)元素周期表 ①元素周期表的结构 元素周期表共有7个横行、18个纵列。每个横行叫1个 　 　,每个纵列叫1个族(第8、9、10三个纵列共同组成1个族),共7个周期,16个族。  周期 ②元素周期表的规律:a.从左到右,原子序数(或质子数) 　 　;b.除第一周期外,每周期都是以　 　元素开始的,过渡到　 　元素,最后以　 　元素结束;c.同周期元素的原子,　 　相同,　 　从左到右递增;d.同族元素的原子,电子层数从上到下递增,　 　数相同, 　 　相似(氢、氦除外)。  化学性质 最外层电子 最外层电子数 电子层数 稀有气体 非金属 金属 递增 ③元素周期表中每一小格的意义 化学式的书写 (1)化学式的定义 用　 　 和　 　的组合表示物质组成的式子,叫化学式。  数字 元素符号 (2)化学式的写法 ①单质 单质类型 化学式的写法 化学式的读法 金属 用元素 符号表示 铁——Fe 元素名称:铁 稀有气体 氦气——He “某气”:氦气 部分固态非金属 硅——Si 元素名称:硅 气态非金属 在元素符号的右下角写出表示分子中所含的原子个数的数字,如氧气——O2;氮气——N2;氢气——H2 “某气” O2——氧气 N2——氮气 H2——氢气 ②化合物 a.书写化合物化学式的方法(口诀): 左正右负,标价化简,交叉检查 如写出氧化铝的化学式: 检查:化合物中铝的化合价为+3,氧的化合价为-2,因为(+3)×2+(-2)×3=0,所以化学式书写正确。 b.读法:由两种元素组成的化合物,一般从右到左读作“某化某”。有时还要读出化学式中各种元素的原子个数,化学式中原子个数为1的一般不读,但为了区别其他化合物,有时也读出。如CO读作“一氧化碳”,是为了与二氧化碳区别。 注意:a.化学式中原子(原子团)个数比一般是最简整数比,各元素化合价代数和为零。 b.化学式中原子团个数不为1时,原子团必须加括号。如Cu(OH)2、Al2(SO4)3等。 化学式的意义及其相关计算 　(1)化学式表示的意义 观察角度 表示的意义 以CO2为例 以Fe为例 宏观 表示一种物质 表示　 　  表示　 　  表示该物质由哪些元素组成 表示二氧化碳由 　 　组成  表示铁由 　 　组成  微观 表示该物质的一个分子(或一个原子) 表示　 　  表示 　 　  表示该物质的分子构成(或构成物质的粒子个数比) 表示一个二氧化碳分子由 　 　 和 　 　构成  — 二氧化碳这种物质 碳元素和氧元素 一个二氧化碳分子 一个碳原子 两个氧原子 铁这种物质 铁元素 一个铁原子 　(2)有关化学式的计算 　　①计算相对分子质量 　　相对分子质量就是化学式中各原子的 　 　的总和(符号为Mr)。  　　②计算物质组成元素的质量比 　　物质中各元素质量比=　 　× 　 　之比。  原子个数 相对原子质量 相对原子质量 　③计算物质中某元素的质量分数: 　某元素的质量分数=×100% 　④计算一定量化合物中某元素的质量 　　化合物中某元素的质量=化合物的质量×化合物中 　 　。  该元素的质量分数 化合价及其计算 　　(1)意义 　　元素的化合价是元素的原子在形成　 　时表现出来的一种性质,化合价有正价和　 　价之分。 负 化合物 　(2)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,n为1时　 　(选填“能”或“不能”)省略。如:O表示水中氢元素的化合价为+1。  不能 　(3)化合价的一般规律 　　①在化合物中,氢元素通常显　 　价;氧元素通常显 　 　价;金属元素和非金属元素化合时,金属元素显 　 　价,非金属元素显　 　价。  　　②化合物中,各元素正负化合价的代数和为　 　。  　　③在单质里,元素的化合价为　 　。  负 零 零 正 -2 +1 重难点一、元素周期表中元素相关信息的提取 下图为元素周期表的部分结构。请按要求回答下列问题: (1)硅元素在元素周期表中位于第　 　周期。  (2)上表中有两种金属元素,其金属活动性较强的是 　 　(填元素符号)。  (3)表中化学性质最稳定的元素是　 　(填序号)。  ④ 三 Na 原子中,核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数。 除汞外,金属元素的名称都带“钅”字旁,非金属元素的名称不带“钅”字旁。 化合物中元素化合价代数和为零。 元素是具有相同质子数的一类原子的总称。 元素的原子核外电子层数是几,所处周期数就是几。 一般情况下,最外层电子数小于4的,反应中容易失去电子;大于4的反应中容易得到电子;等于4的,既不容易得到电子,也不容易失去电子。因此,最外层电子数相等的元素化学性质相似,最外层电子数是8的达到一种稳定结构,第一层也是最外层时,达到2个电子也是一种稳定结构。 下图为氟、钠、氯、溴四种元素在元素周期表中的相关信息及溴原子的结构示意图,请回答下列问题。 (1)氟原子的核电荷数为　　。  (2)钠元素在元素周期表中位于第　 　周期。  (3)钠元素和溴元素组成的化合物的化学式为　 　。  (4)上述元素中,与溴元素的化学性质相似的有 　 　。  氟元素、氯元素 NaBr 三 9 【解析】 (1)根据氟元素在周期表中的一格可知,左上角的数字表示原子序数,氟元素的原子序数为9;根据原子中原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,则氟原子的核电荷数为9。 (2)根据钠元素在周期表中的一格可知,钠元素左上角的数字为11,表示原子序数为11;根据原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,则该元素的原子核外电子数为11;核外有3个电子层,第一层上有2个电子,第二层上有8个电子,最外层上有1个电子,则在元素周期表中,钠元素位于第三周期。 (3)溴原子的最外层电子数为7,在化学反应中易得到1个电子而形成带1个单位的负电荷的阴离子,化合价的数值等于离子所带电荷的数值,且符号一致,则该离子的化合价为-1;钠元素显+1价,溴元素显-1价,由它们俩组的成化合物的化学式为NaBr。 (4)决定元素化学性质的是原子的最外层电子数,原子的最外层电子数相同,具有相似的化学性质;由题干中提供的结构示意图可知,溴原子的最外层电子数为7,则与其化学性质相似的粒子结构示意图中最外层电子数也应为7,氟原子、氯原子的最外层电子数是7,符合要求。 1.微粒结构示意图获取信息 2.元素周期表获取信息 重难点二、化合价的简单计算 太空舱里常用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的CO2转化为O2,已知NiFe2O4中Fe元素为+3价,则Ni的化合价为 ( ) A.+1　　　B.+2　　　C.+3　　　D.+4 B NiFe2O4中Fe元素为+3价,氧元素化合价为-2,设Ni元素化合价为x,根据化合物中正负化合价代数为0,则有x+(+3)×2+(-2)×4=0,得x=+2。 重铬酸钾(K2Cr2O7)可用于测试酒驾,则重铬酸钾中铬元素的化合价为 ( ) A.-3 B.+4 C.+5 D.+6 D 【解析】 钾元素显+1价,氧元素显-2价,设铬元素的化合价为x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)×2+2x+(-2)×7=0,x=+6。 　解决此类问题的时候,一定要熟悉常见元素的化合价,利用化合物中正负元素化合价代数和为零列一元一次方程来计算未知元素的化合价。 重难点三、化学符号的规范书写 下图是元素周期表中的两个片段和部分信息,X、Y、Z分别代表相应位置的三种元素。根据相关信息回答下列问题: (1)氢元素质量分数最小的氧化物的化学式为　 　。  (2)Z代表元素的离子符号为　 　。  (3)从图中显示的元素中选择合适的元素原子组成一种有机物的分子:　 　 。  CH4(合理即可) S2- H2O2 (1)根据氧化物是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物进行分析。 (2)根据Z与氧在同一主族,Z是硫,硫原子最外层电子数为6,易得到2个电子形成带2个单位的负电荷的硫离子进行分析。 (3)根据有机物是含碳化合物,同一周期元素的原子序数依次增加进行分析。 1.“宏观-微观-符号”是学习化学的重要内容和方法。下列图示是两种粒子的结构示意图和三种元素在元素周期表中的部分信息。 (1)写出由①②两种元素组成的物质的化学式: 　 　。  (2)X与O能形成多种化合物,其中具有还原性的物质的化学式为　 　。  (3)在元素周期表中,Y位于氧元素正下方,请写出Y形成的离子符号:　 。  S2-　 CO AlCl3 【解析】 (1)①的质子数为13,为铝元素,离子符号为Al3+,②的质子数为17,为氯元素,离子符号为Cl-,铝元素的化合价为+3,氯元素的化合价为-1,两者构成的化合物为氯化铝,其化学式为AlCl3。(2)由元素周期表部分信息可知,X为碳元素,与氧元素形成的具有还原性的化合物为一氧化碳,其化学式为CO。(3)由元素周期表部分信息可知,Y为硫元素,硫离子是硫原子得到2个电子后形成的,其离子符号为S2-。 2.下图为铕(Eu)元素在元素周期表中的部分信息以及氧和氯的原子结构示意图。请回答: (1)氧元素和氯元素最本质的区别是 　 　不同。  (2)已知氯化铕的化学式为EuCl3,则相同价态的铕的氧化物的化学式为　 　。  Eu2O3 质子数(或核电荷数) 【解析】 (1)具有相同质子数或核电荷数一类原子的总称为元素,因此铕元素和氧元素最本质的区别是质子数或核电荷数不同。 (2)已知氯化铕的化学式为EuCl3,根据化合价法则,Eu为+3价,氧元素为-2价,则相同价态铕的氧化物的化学式为Eu2O3。   化学符号的正确书写,首先要将基本的元素符号、化合价牢记于心。根据化学符号的正确规则书写,有时候对于由陌生元素组成的化学式书写,要结合该元素的原子结构示意图综合分析。   化合物中化合价的简单计算 1.(2023·贵州)位于贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”,其反射面面板由金刚砂(SiC)制成。SiC中C的化合价为-4,则Si的化合价为 ( ) A.+4 B.0 C.+2 D.-4 A 【解析】 SiC中C的化合价为-4,设硅元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:x+(-4)=0,则x=+4。 元素在生活中的应用 2.(2019·贵阳)化学与生活、科技息息相关。请填写下列空格。 为防止老年人发生骨质疏松,可补充一定量的　 　(选填“钙“、“碘”或“钠”)元素。  【解析】 为防止老年人发生骨质疏松,可补充一定量的钙元素。 钙 宏微观综合分析问题 3.(2022·贵阳节选)电池的研发和使用推动了我国能源结构的优化。 (1)锂元素在元素周期表中的相关信息如图1所示,锂的相对原子质量是　 　。  (2)一种锂离子电池的正极材料为钴酸锂(LiCoO2),其中Co元素的化合价为　 　。  6.941 +3 【解析】 (1)根据元素周期表中的一格可知,汉字下面的数字表示相对原子质量,锂的相对原子质量为6.941。 (2)在钴酸锂(LiCoO2)中,Li显+1价,O显-2价,设Co的化合价为x,根据化合物中正负化合价的代数和为零可得,(+1)+x+(-2)×2=0,解得x=+3。 4.(2022·贵阳节选)化学对满足人民日益增长的美好生活需求和社会可持续发展作出了重要贡献。 (1)化学——为健康保驾护航 ①碳酸钙可补充人体所需的　 　元素,能预防因缺乏该元素导致的骨质疏松或佝偻病。  ②含有乙醇等成分的免洗洗手凝胶可用于手部消毒。使用时能闻到特殊气味,说明分子　 　。  钙 是不断运动的 【解析】 (1)①碳酸钙可补充人体所需的钙元素,能预防因缺乏该元素导致的骨质疏松、佝偻病。 ②含有乙醇等成分的免洗洗手凝胶可用于手部消毒。使用时能闻到特殊气味,说明分子是不断运动的。 5.(2022·六盘水)在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。 (1)元素周期表是学习化学的重要工具,根据下图信息回答问题。 1 H   2 He 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 11 Na 12 Mg 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar ①碲属于　 　(选填“金属”或“非金属”)元素,其相对原子质量为　 　。  ②碲元素化学性质与图中　 　元素化学性质相似。碲元素与13号元素形成的化合物的化学式为　 　。  Al2Te3 氧、硫 127.6 非金属 【解析】 (1)①碲带“石”字旁,属于固态非金属元素。根据元素周期表中的一格可知,汉字下面的数字表示相对原子质量,该元素的相对原子质量为127.6。 ②决定元素化学性质的是原子的最外层电子数,碲元素的原子最外层电子数为6,氧、硫原子的最外层电子数也为6,碲元素的化学性质与图中氧、硫元素相似。 碲原子的最外层电子数为6,在化学反应中易得到2个电子而形成带2个单位的负电荷的阴离子,化合价的数值等于离子所带电荷的数值,且符号一致,则该元素的化合价为-2,铝元素显+3价,则由它们组成的化合物的化学式为Al2Te3。 6.(2021·贵阳节选)生命的孕育和维系需要水。 (1)图1是探究水组成的实验装置。反应开始后,试管a收集到的气体是　 　,该实验说明水由　 　组成。  (2)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型水处理剂,高铁酸钠中铁元素的化合价为　 　。  氢气 氢元素和氧元素 +6 【解析】 (1)a试管与电源负极相连,产生的气体是氢气;电解水生成氢气和氧气,氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的,根据反应前后元素种类不变,说明水是由氢元素和氧元素组成的。 (2)Na2FeO4中氧元素化合价为-2,钠元素化合价为+1,根据化合物中正负化合价代数和为零,设铁元素化合价为x,则(+1)×2+x+(-2)×4=0,x=+6。 7.(2020·贵阳节选)在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。 氢、碳和氧的原子结构示意图如图1所示,回答下列问题。 ①碳属于　 　(选填“金属”或“非金属”)元素。  ②由氢元素和碳元素组成的乙烯(C2H4)是重要的基本化工原料。由乙烯的化学式C2H4中获得的信息有 　 　。  非金属 乙烯是一种化合物(合理即可) 【解析】 (1)①碳的汉字名称偏旁是“石”字,所以碳元素属于非金属元素。 ②由乙烯的化学式C2H4中获得的信息有乙烯是由两种元素组成的纯净物,属于化合物;乙烯是由碳元素与氢元素组成的;乙烯分子是由碳原子和氢原子构成的;每个乙烯分子是由2个碳原子和4个氢原子构成的;乙烯的相对分子质量为28等。 8.(2019·贵阳节选)联合国认为提升化学的全球认知至关重要,并将距离门捷列夫发现元素周期律150周年的2019年定为“国际化学元素周期表年”。 我国科学家张青莲教授主持测定的铟等多种元素的相对原子质量已成为国际标准。根据图1、图2完成下列内容。 ①铟属于　 　(选填“金属”或“非金属”)元素,其相对原子质量为　 　。  ②铟元素在元素周期表中位于第　 　周期。  五(或5) 114.8 金属 【解析】 (1)①铟的名称中带有“钅”字旁,属于金属元素,其相对原子质量为114.8。 ②由于原子的电子层数等于周期数,铟元素在元素周期表中位于第五周期。 $$