第三节 元素的化合价（导学案） 化学北京版2024九年级上册

第三节 元素的化合价 一、知识目标 1. 常见元素化合价及应用； 2. 能够读写常见化学式。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：学生能从宏观角度观察不同化合物的组成，又能从微观粒子间相互作用阐释化合价本质，构建宏微结合观念。 2.科学探究与创新意识：通过探究元素化合价规律实验、分析数据，熟悉科学探究流程，提升归纳总结、发现规律的能力。 3.科学态度与社会责任：秉持严谨、实事求是的科学态度学习化合价知识，尊重科学规律；了解化合价规则在化工生产、新材料研发的关键作用，树立正确化学价值观，增强社会责任感。 4.变化观念与平衡思想：认识元素化合价在化学反应中的可变与守恒，理解氧化还原反应里化合价升降本质，形成动态变化认知。 一、教学重点 1. 掌握常见元素的化合价； 2. 能够利用化合价写出常见物质的化学式。 二、教学难点 化合价的应用。 1、 化合价 1、 元素在形成化合物时表现出来的化学性质称为化合价，其本质体现原子间化合时电子的得失或电子偏移的数目。 2、化合价需标注在元素符号或原子团的正上方，格式为“+/-n”，例如正二价的镁元素应表示为，负一价的氯元素表示为。 3、标注化合价时，“+”“-”号需在前（填“前”或“后”），数字在后（填“前”或“后”），即使数字为“1”也不能（填“能”或“不能”）省略。 二、化合价规律 1、常见元素的固定化合价：氢元素通常为+1价，氧元素通常为-2价；金属元素与非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价。 2、化合物中正负化合价的代数和为0，例如H2O中，(+1)×2+(-2)×1=0；单质中元素的化合价为0，例如O2、Fe中元素的化合价均为0。 3、写出下列物质中指定元素的化合价： Fe2O3中Fe的化合价为+3；FeO中Fe的化合价为+2。 KMnO4中Mn的化合价为+7；K2MnO4中Mn的化合价为+6。 三、化合价与离子符号 1、从写法上看：化合价标注在元素符号正上方（填“正上方”或“右上角”），例如+1价的钠元素表示为；离子符号标注在元素符号右上角（填“正上方”或“右上角”），例如钠离子表示为Na+。 2、从数字与符号顺序看：化合价的数字在前（填“前”或“后”），符号在后（填“前”或“后”）；离子符号的数字在后（填“前”或“后”），符号在前（填“前”或“后”）。 3、从“1”的处理看：化合价中“1”不省略（填“省略”或“不省略”）；离子符号中“1”省略（填“省略”或“不省略”），例如氯离子表示为Cl⁻，而非Cl¹⁻。 四、化学式书写和化合价计算 1、根据化合价写化学式（用十字交叉法）： （1）地壳中含量最多的金属元素（Al，+3价）与氧元素（-2价）形成的氧化物，化学式为Al2O3。 （2）硫酸铁中，Fe为+3价，SO42-为-2价，化学式为Fe2(SO4)3；硫酸亚铁中，Fe为+2价，SO42-为-2价，化学式为FeSO4。 2、根据化学式求化合价： （1）Na2SO4中，已知Na为+1价、O为-2价，则S的化合价为+6。 （2）K2Cr2O7中，已知K为+1价、O为-2价，则Cr的化合价为+6。 （3）NH4NO3中，NH4+整体为+1价（H为+1价），则NH4+中N的化合价为-3；NO3-整体为-1价（O为-2价），则NO3-中N的化合价为+5。 1、 化合价 活动一：化合价的定义 问题思考1：观察氯化氢、水、氨、甲烷四种物质的名称和化学式，写出每种物质中氢原子与其他原子的个数比？ 答案：氯化氢（HCl）里氢原子和氯原子个数比是1:1，水（H2O）是2:1，氨（NH3）是3:1，甲烷（CH4）是4:1。 问题思考2：同一元素的原子与其他元素的原子相结合时，有什么规律？ 答案：化合物中同一元素的原子和其他原子的个数比都是固定的。 归纳总结1：化学价的定义是什么？ 答案：元素在形成化合物时表现出来的一种化学性质。表示原子之间互相化合时原子的电子得失数目或电子偏移数目 归纳总结2：化学价怎么表示？ 答案：在元素符号或原子团的正上方用“+/-n”表示。标注时“+”“-”号要在前，数字在后，数字不能省略，“1”也不能省略。 归纳总结3：化合价的规律有哪些？ 答案：（1）化合价有正价和负价：氧元素通常为-2价；氢元素通常为+1价；金属元素跟非金属元素化合时，金属元素呈正价，非金属元素呈负价。（2）一些元素在不同物质中具有不同的化合价。（3）在一种化合物里，正负化合价的代数和为 0。（4）单质中元素的化合价为 0。 归纳总结4：化合价和离子符号有什么区别和联系？ 答案：从含义上看，化合价表示的是“元素的化合价”，是宏观概念；离子符号表示的是“一个离子及所带电荷”，是微观概念。化合价标在正上方，数字在前、符号在后，“1”不省略；离子符号标在右上角，符号在前、数字在后，“1”省略。 问题思考5：什么是原子团？ 答案：原子团是由多个原子结合而成的整体，在化学反应中通常作为一个整体参与，也叫根，比如氢氧根（OH-）、铵根（NH4+）等。原子团也有固定的化合价。 2、 化学式的书写 归纳总结1：化学式书写的原则。 答案：化合物中正负化合价代数和为0。 归纳总结2：十字交叉法怎么写？ 答案：第一步，正价元素写在前，负价元素写在后，标注化合价；第二步，把化合价的绝对值交叉作为原子个数，然后约成最简整数比。 问题探究1：氯酸钾（KClO3）中氯的化合价。 答案：设氯的化合价为x，钾+1价，氧-2价，(+1)+x+(-2)×3=0，x=+5，所以氯是+5价。 1.化合价标注在元素符号的正上方。 2.在化合物中，H通常显+1价，O通常显-2价。金属元素通常显正价，非金属元素通常显负价。 3.单质中元素的化合价为0。 4.一种元素在不同的化合物中可显不同价态。 如：Fe2O3读作氧化铁；FeO读作氧化亚铁。 5.一种元素在同一种化合物中可显不同价态。如： 6.根据化合价书写化学式所依据的原则为：在化合物里，元素正负化合价代数和为0。 7.化合价与离子符号的相同点：数值相等，正负相同。 1．工业上用电石（主要成分为CaC2）生产乙炔（C2H2），其反应的化学方程式为：CaC2+2H2O═Ca(OH)2+C2H2↑。请回答： （1）氧原子的结构示意图为　 　。 （2）CaC2中碳元素的化合价为　 　。 （3）H2O中数字“2”的含义为　 　。 【答案】（1）（2）-1（3）1个水分子中含有2个氢原子 【解析】(1)氧原子的核电荷数为8，原子的结构示意图为；(2)化合物中各元素的化合价代数和为0，CaC2中钙元素为+2价，则碳元素的化合价为-1价；(3)H2O中数字“2”的含义为1个水分子中含有2个氢原子。 故答案为：（1）（2）-1（3）1个水分子中含有2个氢原子 2．P2O3中磷元素的化合价是　 　。 【答案】+3 【解析】在化合物中正负化合价代数和为零，P2O3中，氧元素显-2价，设磷元素的化合价是x，可得2x+(-2)×3=0，则x=+3价。 故答案为：+3。 3．请将下面五种物质NO2、NO、NH3、HNO3、NaNO2，按氮元素的化合价由低到高排序：　 　。 【答案】NH3、NO、NaNO2、NO2、HNO3 【解析】设二氧化氮(NO2)中氮元素的化合价为x；x+ 2x(-2)=0；x= +4 设一氧化氮(NO)中氮元素的化合价为y；y+(-2)= 0；y=+2 设氨气(NH3)中氮元素的化合价为z：z+ 3x(+1)= 0；z=-3 设硝酸(HNO3)中氮元素的化合价为w：(+1)+w+3x(-2)=0；w= +5 设亚硝酸钠(NaNO2)中氮元素的化合价为m：(+1)+m+ 2x(-2)=0；m = +3 因此，五种物质中氮元素的化合价由低到高的顺序为: NH3(-3)<NO(+2)<NaNO2(+3)<NO2(+4)<HNO3(+5) 故答案为：NH3、NO、NaNO2、NO2、HNO3 4．空气中含量较多且可以用作保护气的气体单质是　 　；高铁酸钠（Na2FeO4）中铁元素的化合价为　 　。 【答案】（1）N2；（2）+6； 【解析】空气中含量较多的气体是氮气，且氮气的化学性质稳定，可以用作保护气；化合物中各元素正负化合价代数和为0，钠元素通常显示+1价，氧元素通常显示-2价，设高铁酸钠中铁元素的化合价为x，则有:(+1)x2+x+(-2)x4=0，解得x=+6价。 故答案为：（1）N2；（2）+6； 5．氯化钙的化学式是　 　；Na2SO4中Na和O的化合价分别为+1价、﹣2价，则S的化合价为　 　。 【答案】CaCl2；+6 【解析】氯化钙中钙元素显+2价，氯元素显-1价，则其化学式为CaCl2；Na2SO4中钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，设硫元素的化合价为，根据化合物中化合价代数和为零，得(+1)×2+x+(-2)×4=0，x=+6，即硫元素的化合价为+6 故答案为：CaCl2；+6。 6．酒后驾驶，害人害己．交警查“酒驾”“醉驾”的仪器中装有K2Cr2O7，请问其中K2Cr2O7中Cr元素的化合价为　 　。 【答案】+6 【解析】钾元素显+1价，氧元素显-2价，设铬元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得(+1)×2+2x+(-2)×7=0，则x=+6价。 故答案为：+6。 7．元素的化合价不同，组成的物质也多种多样。 （1）高锰酸钾（KMnO4）在生活中常用作消毒剂，高锰酸钾中锰元素的化合价为　 　。 （2）硫酸（H2SO4）是一种多功能的化学品，硫酸中硫元素的化合价为　 　。 （3）非晶碳材料是一种碳单质，其中碳元素的化合价为　 　。 【答案】（1）+7；（2）+6；（3）0 【解析】（1）高锰酸钾(KMnO4)中，钾元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，设锰元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为零，则有(+1)+x+(-2)×4=0，解得x=+7； （2）在硫酸中，氧元素的化合价为-2，氢元素的化合价为+1，设硫元素的化合价为，根据化合物中正负化合价代数和为零，则有2×(+1)+y+4×(-2)，解得x=+6; （3）单质化合价为 0，非晶碳材料是一种碳单质，其中碳元素的化合价为 0。 故答案为：（1）+7；（2）+6；（3）0。 考点1 化学用语 1．化学用语是学习和研究化学的工具．下列表达正确的是（ ） A．3个氧原子： B．2个水分子：2H2O C．价的钠元素： D．氧化铝： 【答案】B 【详解】A、元素符号前面的数字表示原子个数，因此3个氧原子可表示为3O，故A选项不符合题意； B、由分子构成的物质，其化学式前面的数字表示分子个数，因此2个水分子可表示为2H2O，故B选项符合题意； C、元素的化合价标在元素符号的正上方，先写正负号，后写数字，因此+1价的钠元素可表示为，故C选项不符合题意； D、在氧化铝中，氧元素的化合价为-2价，铝元素的化合价为+3价，根据化合物中正负化合价代数和为零及化学式书写原则可知，其化学式为Al2O3，故D选项不符合题意。 故选B。 2．“”中有“1、2、3、4”四个数字，下面叙述其表示的意义错误的是（ ） A．“1”表示硫元素的个数 B．“2”表示每个分子中含有的氢原子个数 C．“3”表示分子个数 D．“4”表示每个分子中含有的氧原子个数 【答案】A 【详解】A、化学式右下角的数字表示原子或原子团的个数，数值为“1”时可以省略不写，“1”表示每个分子中含有的硫原子个数，元素是宏观概念，不能用个数衡量，A选项错误； B、“2”表示每个分子中含有的氢原子个数，B选项正确； C、化学式前面的数字表示微粒个数，“3”表示分子个数，C选项正确； D、“4”表示每个分子中含有的氧原子个数，D选项正确。 故选：A。 3．化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语书写正确的是（ ） A．2个氮原子：N2 B．+2价钙元素： C．3个氧分子：3O2 D．1个镁离子：Mg2- 【答案】C 【详解】A、原子的表示方法，用元素符号来表示一个原子，表示多个该原子，就在其元素符号前加上相应的数字。2个氮原子表示为2N，故错误； B、元素化合价的表示方法：确定出化合物中所要标出的元素的化合价，然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后，数值为1时，不能省略；+2价钙元素表示为，故错误； C、分子的表示方法，正确书写物质的化学式，表示多个该分子，就在其化学式前加上相应的数字。3个氧分子表示为3O2，故正确； D、离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字。1个镁离子表示为Mg2+，故错误； 故选C。 考点2 化合价的简单计算 4．元素的化合价不同，组成的物质也多种多样。在下列纯净物中，化学式书写及元素的化合价标注均正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、氯化镁中镁元素显+2价，氯元素显-1价，化学式为：MgCl2，元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示，正负号标在数字前面。故氯化镁中氯元素的化合价表示为：，不符合题意； B、每个氮分子由2个氮原子构成，化学式为：N2，氮气属于单质，氮气中氮元素化合价为0，元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示，正负号标在数字前面。故氮气中氮元素的化合价表示为：，符合题意； C、氧化铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，化学式为：Fe2O3，元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示，正负号标在数字前面。故氧化铁中氧元素的化合价表示为：，不符合题意； D、氢氧化钠中钠元素显+1价，氢氧根离子显-1价，化学式为：NaOH，氢氧化钠中氢元素显+1价，元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示，正负号标在数字前面。故氢氧化钠中氢元素的化合价表示为：，不符合题意。 故选B。 5．高锰酸钾(KMnO4)、锰酸钾(K2MnO4)、二氧化锰(MnO2)三种物质中，其中锰元素化合价未出现（ ） A．+3 B．+4 C．+6 D．+7 【答案】A 【详解】钾元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，化合物正负化合价代数和为0。 设KMnO4中Mn元素的化合价为x，则：（+1）+x+（-2）×4，则x=+7； 设K2MnO4中Mn元素的化合价为y，则：（+1）×2+y+（-2）×4=0，则y=+6； 设MnO2中Mn元素的化合价为z，则：z+（-2）×2=0，则z=+4； 未出现+3价。 故选A。 6．二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂，二硫化钼中硫元素的化合价为-2，则钼元素的化合价为（ ） A．+1 B．+2 C．+3 D．+4 【答案】D 【详解】二硫化钼中，硫元素的化合价为-2，设钼元素（Mo）的化合价为x；由化合物中各元素正负化合价的代数和为零原则可知，x+（-2）×2=0，x=+4；则钼元素的化合价为+4价。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 元素的化合价 一、知识目标 1. 常见元素化合价及应用； 2. 能够读写常见化学式。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：学生能从宏观角度观察不同化合物的组成，又能从微观粒子间相互作用阐释化合价本质，构建宏微结合观念。 2.科学探究与创新意识：通过探究元素化合价规律实验、分析数据，熟悉科学探究流程，提升归纳总结、发现规律的能力。 3.科学态度与社会责任：秉持严谨、实事求是的科学态度学习化合价知识，尊重科学规律；了解化合价规则在化工生产、新材料研发的关键作用，树立正确化学价值观，增强社会责任感。 4.变化观念与平衡思想：认识元素化合价在化学反应中的可变与守恒，理解氧化还原反应里化合价升降本质，形成动态变化认知。 一、教学重点 1. 掌握常见元素的化合价； 2. 能够利用化合价写出常见物质的化学式。 二、教学难点 化合价的应用。 1、 基础填空 1、 元素在形成化合物时表现出来的化学性质称为________，其本质体现原子间化合时电子的________或电子偏移的数目。 2、 化合价需标注在元素符号或原子团的________，格式为“+/-n”，例如正二价的镁元素应表示为________，负一价的氯元素表示为________。 3、标注化合价时，“+”“-” 号需在________（填“前”或“后”），数字在________（填“前”或“后”），即使数字为“1”也________（填“能”或“不能”）省略。 二、化合价规律 1、常见元素的固定化合价：氢元素通常为_______价，氧元素通常为_______价；金属元素与非金属元素化合时，金属元素显_______价，非金属元素显_______价。 2、化合物中正负化合价的代数和为_______，例如H2O中，(+1)×2+(-2)×1=_______；单质中元素的化合价为_______，例如O2、Fe中元素的化合价均为_______。 3、写出下列物质中指定元素的化合价： Fe2O3中Fe的化合价为_______；FeO中Fe的化合价为_______。 KMnO4中Mn的化合价为_______；K2MnO4中Mn的化合价为_______。 三、化合价与离子符号 1、从写法上看：化合价标注在元素符号________（填“正上方”或“右上角”），例如+1价的钠元素表示为________；离子符号标注在元素符号________（填“正上方”或“右上角”），例如钠离子表示为________。 2、从数字与符号顺序看：化合价的数字在________（填“前”或“后”），符号在________（填“前”或“后”）；离子符号的数字在________（填“前”或“后”），符号在________（填“前”或“后”）。 3、从“1”的处理看：化合价中“1”____（填“省略”或“不省略”）；离子符号中“1”____（填“省略”或“不省略”），例如氯离子表示为________，而非Cl¹⁻。 四、化学式书写和化合价计算 1、根据化合价写化学式（用十字交叉法）： （1）地壳中含量最多的金属元素（Al，+3价）与氧元素（-2价）形成的氧化物，化学式为___。 （2）硫酸铁中，Fe为+3价，SO42-为-2价，化学式为___；硫酸亚铁中，Fe为+2价，SO42-为-2价，化学式为___。 2、根据化学式求化合价： （1）Na2SO4中，已知Na为+1价、O为-2价，则S的化合价为___。 （2）K2Cr2O7中，已知K为+1价、O为-2价，则Cr的化合价为___。 （3）NH4NO3中，NH4+整体为___价（H为+1价），则NH4+中N的化合价为___；NO3-整体为___价（O为-2价），则NO3-中N的化合价为___。 1、 化合价 活动一：化合价的定义 问题思考1：观察氯化氢、水、氨、甲烷四种物质的名称和化学式，写出每种物质中氢原子与其他原子的个数比？ 问题思考2：同一元素的原子与其他元素的原子相结合时，有什么规律？ 归纳总结1：化学价的定义是什么？ 归纳总结2：化学价怎么表示？ 归纳总结3：化合价的规律有哪些？ 归纳总结4：化合价和离子符号有什么区别和联系？ 问题思考5：什么是原子团？ 2、 化学式的书写 归纳总结1：化学式书写的原则。 归纳总结2：十字交叉法怎么写？ 问题探究1：氯酸钾（KClO3）中氯的化合价。 1.化合价标注在元素符号的_________。 2.在化合物中，H通常显____价，O通常显_____价。金属元素通常显_____价，非金属元素通常显_____价。 3.单质中元素的化合价为_____。 4.一种元素在不同的化合物中可显不同价态。 如：Fe2O3读作__________；FeO读作__________。 5.一种元素在同一种化合物中可显不同价态。如：_________。 6.根据化合价书写化学式所依据的原则为：在化合物里，元素正负化合价代数和为_______。 7.化合价与离子符号的相同点：_______相等，_______相同。 1．工业上用电石（主要成分为CaC2）生产乙炔（C2H2），其反应的化学方程式为：CaC2+2H2O═Ca(OH)2+C2H2↑。请回答： （1）氧原子的结构示意图为　 　。 （2）CaC2中碳元素的化合价为　 　。 （3）H2O中数字“2”的含义为　 　。 2．P2O3中磷元素的化合价是　 　。 3．请将下面五种物质NO2、NO、NH3、HNO3、NaNO2，按氮元素的化合价由低到高排序：　 　。 4．空气中含量较多且可以用作保护气的气体单质是　 　；高铁酸钠（Na2FeO4）中铁元素的化合价为　 　。 5．氯化钙的化学式是　 　；Na2SO4中Na和O的化合价分别为+1价、﹣2价，则S的化合价为　 　。 6．酒后驾驶，害人害己．交警查“酒驾”“醉驾”的仪器中装有K2Cr2O7，请问其中K2Cr2O7中Cr元素的化合价为　 　。 7．元素的化合价不同，组成的物质也多种多样。 （1）高锰酸钾（KMnO4）在生活中常用作消毒剂，高锰酸钾中锰元素的化合价为　 　。 （2）硫酸（H2SO4）是一种多功能的化学品，硫酸中硫元素的化合价为　 　。 （3）非晶碳材料是一种碳单质，其中碳元素的化合价为　 　。 考点1 化学用语 1．化学用语是学习和研究化学的工具．下列表达正确的是（ ） A．3个氧原子： B．2个水分子：2H2O C．价的钠元素： D．氧化铝： 2．“”中有“1、2、3、4”四个数字，下面叙述其表示的意义错误的是（ ） A．“1”表示硫元素的个数 B．“2”表示每个分子中含有的氢原子个数 C．“3”表示分子个数 D．“4”表示每个分子中含有的氧原子个数 3．化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语书写正确的是（ ） A．2个氮原子：N2 B．+2价钙元素： C．3个氧分子：3O2 D．1个镁离子：Mg2- 考点2 化合价的简单计算 4．元素的化合价不同，组成的物质也多种多样。在下列纯净物中，化学式书写及元素的化合价标注均正确的是（ ） A． B． C． D． 5．高锰酸钾(KMnO4)、锰酸钾(K2MnO4)、二氧化锰(MnO2)三种物质中，其中锰元素化合价未出现（ ） A．+3 B．+4 C．+6 D．+7 6．二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂，二硫化钼中硫元素的化合价为-2，则钼元素的化合价为（ ） A．+1 B．+2 C．+3 D．+4 / 学科网（北京）股份有限公司 $