内容正文:
第四单元 自然界的水
课题3 物质组成的表示
第二课时 化合价 · 人教版九年级化学上册
一、知识清单
1. 化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质,有正价和负价之分。
2. 化合价的表示方法:把正负号与数值标注在元素符号正上方,正负号在前、数字在后,数字为一也不省略。
3. 在化合物中,各元素正负化合价的代数和为零;在单质中,元素的化合价为零。
4. 金属元素通常显正价,非金属元素通常显负价;氢通常显正一价,氧通常显负二价。
5. 一种元素在不同物质中可显示不同化合价,常见元素和原子团的化合价可用口诀记忆。
6. 化合价的应用:判断化学式正误、推断元素化合价、根据化合价书写化学式。
二、四维核心素养
化学观念:理解化合价本质,知道常见元素化合价,认识化合价与物质组成的关系。科学思维:通过比较、分类、归纳,学会依据化合价分析问题。科学探究:通过判断化学式正误等任务,掌握推断与书写化学式的技能。科学态度与责任:规范化学用语,养成严谨求实的态度。
三、重难点
重点:熟记常见元素和原子团的化合价,并运用“化合物中正负化合价代数和为零”的规律判断化学式正误、推断元素化合价、书写化学式。难点:理解化合价的实质,正确处理一种元素多变价的情形,依据化合价正确书写化学式并灵活运用。
四、课堂练习
第一部分 化合价的概念与表示方法
【知识点讲解】化合物都具有固定的组成,元素之间化合时,各元素的原子按照一定的个数比相互结合。化合价就是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质,它反映了原子之间按一定数目相互化合的能力。化合价有正价和负价之分:当原子失去电子或共用电子对偏离时,元素显正价;当原子得到电子或共用电子对偏向时,元素显负价。例如,水由氢元素和氧元素组成,氢元素显正一价、氧元素显负二价,两种元素的原子按两个氢原子与一个氧原子的比例结合,可见元素的化合价与化合物中原子个数比直接相关。化合价的表示方法与离子所带电荷的表示不同,化合价要把正负号和数字同时标注在元素符号的正上方,并且正负号在前、数字在后,当数值为一的时候也不能省略。
【习题】
1. 判断下列说法是否正确,正确的打对勾,错误的说明理由。
(1)化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质。
(2)化合价只有正值,没有负值。
(3)原子失去电子形成的元素显负价。
(4)表示化合价时,正负号与数字都要标注在元素符号的正上方。
(5)当元素化合价为一时,可以省略数字不写。
2. 填空。
(1)化合价反映的是原子之间按____相互化合的能力。
(2)在书写化合价时,应把____号放在前面,____放在后面。
(3)原子得到电子后,元素通常显____价。
3. 简答:请用自己的话说一说,化合价与离子所带电荷在表示方法上有何不同?为什么二者不能混淆?
4. 思考:已知水的化学式由两个氢原子和一个氧原子构成,氢元素显正一价。请结合化合价的定义说明,氧元素在此化合物中应显几价?
第二部分 常见元素和原子团的化合价
【知识点讲解】常见元素的化合价可以借助口诀记忆:一价钾钠氯氢银,二价氧钙钡镁锌;三铝四硅五价磷,二三铁、二四碳;二四六硫都齐全,铜汞二价最常见;正负价要分清,单质价零别忘记。其中,金属元素在化合物中通常显正价;非金属元素与氢化合时通常显负价,与氧化合时通常显正价。氢元素通常显正一价,氧元素通常显负二价。除元素之外,由两种或两种以上元素的原子结合而成的带电原子团也具有固定的化合价,如氢氧根、碳酸根、硫酸根、硝酸根、铵根等。原子团在化合物中作为一个整体参加反应,其化合价同样要依据化合物中正负化合价代数和为零的原则来确定。记忆时还要注意,同一元素在不同化合物中可能显示不同化合价,例如碳元素既可以显正二价,也可以显正四价,因此判断时要以具体物质为准,不能生搬硬套。
【习题】
1. 根据口诀,写出下列元素的常见化合价。
(1)钾元素____;(2)钙元素____;(3)镁元素____;(4)铝元素____;(5)碳元素____;(6)硫元素____。
2. 填空:氧元素在化合物中通常显____价,氢元素通常显____价。
3. 填空:原子团是____,它在化学反应中通常作为一个____参加反应。
4. 简答:为什么金属元素在化合物中通常显正价?请结合金属原子得失电子的特点加以说明。
第三部分 化合价的规律
【知识点讲解】化合价遵循以下一般规律:第一,化合价有正价和负价之分;第二,在化合物中,各元素正负化合价的代数和为零;第三,在单质中,元素的化合价为零;第四,金属元素通常显正价,非金属元素通常显负价;第五,氢元素通常显正一价,氧元素通常显负二价;第六,一些元素在不同物质中可以显示不同的化合价。其中,“化合物中正负化合价代数和为零”是判断和推断化合价的核心依据,必须牢固掌握并灵活运用。在运用这一规律时,应先判断物质属于单质还是化合物:单质中元素的化合价为零,只有化合物才用正负化合价代数和为零来判断。
【习题】
1. 判断正误。
(1)在单质中,元素的化合价为零。
(2)在化合物中,各元素正负化合价的代数和为零。
(3)一种元素在任何化合物中都只能显示一种化合价。
(4)非金属元素与氧元素化合时,非金属元素通常显负价。
2. 填空:已知氧元素通常显负二价,某氧化物中氧元素与某金属元素的原子个数比为二比一,则该金属元素在此氧化物中显____价。
3. 简答:为什么“化合物中正负化合价代数和为零”这一规律可以用于判断化学式书写是否正确?请简要说明。
第四部分 化合价的应用(一):判断化学式正误与推断化合价
【知识点讲解】根据“化合物中正负化合价代数和为零”这一规律,可以推断化合物中某一元素的化合价。一般步骤是:先标出已知元素的化合价,再依据代数和为零的关系推算出未知元素的化合价。同样,也可以利用这一规律判断一个化学式书写是否正确:先计算化学式中各元素正负化合价的代数和,若代数和为零,则说明化学式正确;若代数和不为零,则说明化学式书写有误。需要注意的是,在判断之前应先确认元素种类正确、原子个数已知,再计算化合价代数和。
【习题】
1. 已知水中氢元素显正一价,氧元素显负二价,且水的化学式由两个氢原子和一个氧原子构成。请判断:该化学式中氢、氧两种元素化合价的代数和是否为零?请写出计算过程并说明理由。
2. 已知二氧化碳由碳元素和氧元素组成,其中碳元素显正四价、氧元素显负二价,二氧化碳分子中碳原子与氧原子的个数比为一比二。请判断该化学式是否正确,并说明依据。
3. 推断:某化合物由氮元素和氧元素组成,其中氧元素显负二价,若该化合物中氮原子与氧原子的个数比为一比二,则氮元素在此化合物中显____价。
4. 简答:小明认为“只要化学式中的元素种类正确,化学式就一定正确”,你认为对吗?请说明理由。
5. 判断:某化合物的化学式由钠元素和氧元素组成,已知钠元素显正一价、氧元素显负二价,若该化学式中钠原子与氧原子的个数比为二比一,则该化学式是否正确?请说明理由。
第五部分 化合价的应用(二):根据化合价书写化学式
【知识点讲解】根据化合价书写化合物的化学式,一般遵循以下步骤:第一,先写出组成化合物的两种元素的名称并确定对应的元素符号,把正价元素写在前面,负价元素写在后面;第二,标出各元素的化合价;第三,根据“化合物中正负化合价代数和为零”的原则,确定各元素原子的个数比,使正负化合价的代数和恰好为零;第四,把确定的原子个数标注在相应元素符号的右下角,写出化学式并加以检验。当某元素的原子个数为一的时候,可以省略不写;若两种元素的原子个数比可以约简,应先约简再标注。例如,当正价元素取二、负价元素取四时,原子个数比应约简为一比二后再标注,以保证化学式表示的是最简整数比。
【习题】
1. 根据给定化合价,写出下列元素组成的化合物的化学式,并说明书写依据。
(1)钠元素显正一价,氯元素显负一价。
(2)镁元素显正二价,氧元素显负二价。
(3)铝元素显正三价,氧元素显负二价。
(4)碳元素显正四价,氧元素显负二价。
2. 填空:根据化合价书写化学式时,应把____价元素写在前面,____价元素写在后面,并根据____的原则确定原子的个数比。
3. 简答:为什么书写化学式时,正负化合价的代数和必须为零?请从化合价定义的角度加以说明。
4. 判断:已知镁元素显正二价、氮元素显负三价,二者组成的化合物中,镁原子与氮原子的个数比为三比二。请判断该化学式是否正确,并说明理由。
第六部分 综合能力提升
【知识点讲解】综合运用化合价的规律与应用,需要注意以下几点:判断化学式是否正确时,既要核对元素种类与原子个数,也要计算正负化合价的代数和是否为零;推断某元素化合价时,要以其他元素化合价为已知条件,依据代数和为零进行计算;书写化学式时,正价元素在前、负价元素在后,并根据代数和为零确定原子个数比,同时注意一种元素在不同物质中可能显示不同化合价,不能生搬硬套。
【习题】
1. 判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1)凡是化合物中元素的化合价都一定不为零。
(2)在单质中,元素的化合价为零。
(3)氢元素在任何化合物中都显正一价。
2. 某化合物的化学式由两种元素组成,其中一种元素为氧,已知其中的金属元素显正三价、氧元素显负二价,且该化合物中两种原子的个数比为二比三。请判断该化学式是否正确,并说明依据。
3. 简答:请默写记忆常见元素化合价的口诀,并说明利用化合价书写化学式的一般步骤。
4. 综合:已知某元素在化合物中显正五价,氧元素显负二价,该元素与氧元素组成的化合物中,该元素原子与氧原子的个数比为二比五。请判断该化学式是否正确,并说明理由。
五、答案
第一部分答案
1.(1)正确。(2)错误。化合价有正价和负价之分。(3)错误。原子失去电子时元素显正价,得到电子时元素显负价。(4)正确。(5)错误。表示化合价时,数值为一也不能省略。
2.(1)一定数目(或一定的个数比)。(2)正负号;数字。(3)负。
3. 化合价标注在元素符号的正上方,正负号在前、数字在后,数字为一也不省略,且数字与正负号同时标注;而离子所带电荷标注在元素符号的右上角,数字在前、正负号在后,数字为一省略不写。二者位置、顺序和是否省略一都不同,因此不能混淆。
4. 水由两个氢原子和一个氧原子构成,氢元素显正一价,两个氢原子的正价合计为正二价;根据化合物中正负化合价代数和为零,氧元素的负价合计应为负二价,只有一个氧原子,故氧元素显负二价。
第二部分答案
1.(1)钾元素正一价;(2)钙元素正二价;(3)镁元素正二价;(4)铝元素正三价;(5)碳元素正二价或正四价;(6)硫元素负二价、正四价或正六价。
2. 负二;正一。
3. 由两种或两种以上元素的原子结合而成的带电粒子;整体。
4. 金属原子在化学反应中容易失去最外层电子,形成阳离子,故金属元素在化合物中通常显正价。
第三部分答案
1.(1)正确。(2)正确。(3)错误。一种元素在不同物质中可以显示不同的化合价。(4)错误。非金属元素与氧元素化合时,通常显正价。
2. 正四价。
3. 因为化合物中正负化合价代数和为零,计算某化学式中各元素化合价的代数和,若结果为零则化学式正确,若不为零则化学式有误,所以该规律可作为判断化学式正误的依据。
第四部分答案
1. 氢元素正一价与两个氢原子对应,正价合计为正二价;氧元素负二价对应一个氧原子,负价合计为负二价;正二价与负二价的代数和为零,所以该化学式正确。
2. 正确。碳元素正四价对应一个碳原子,正价合计为正四价;氧元素负二价对应两个氧原子,负价合计为负四价;正负化合价的代数和为零,故化学式正确。
3. 正四价。
4. 不对。判断化学式是否正确,不仅要看元素种类是否正确,还要看原子的个数比是否符合“正负化合价代数和为零”的规律,二者缺一不可。
5. 正确。钠元素显正一价,取两个钠原子时正价合计为正二价;氧元素显负二价,取一个氧原子时负价合计为负二价;正负化合价的代数和为零,所以该化学式正确。
第五部分答案
1.(1)该化合物由钠元素和氯元素组成,钠元素显正一价、氯元素显负一价,原子个数比为一比一,正负化合价代数和为零,化学式书写正确,由钠元素在前、氯元素在后并各写一个原子。(2)镁元素显正二价、氧元素显负二价,原子个数比为一比一,代数和为零,化学式正确,镁元素在前、氧元素在后。(3)铝元素显正三价、氧元素显负二价,要使代数和为零,铝原子取二、氧原子取三,即原子个数比为二比三,铝元素在前、氧元素在后。(4)碳元素显正四价、氧元素显负二价,要使代数和为零,碳原子取一、氧原子取二,即原子个数比为一比二,碳元素在前、氧元素在后。
2. 正;负;化合物中正负化合价代数和为零。
3. 因为化合物中各元素正负化合价的代数和为零,书写化学式时只有使正负化合价代数和为零,才能正确反映各元素原子的个数比,才能表示出该化合物真实的固定组成。
4. 正确。镁元素显正二价,取三个镁原子时正价合计为正六价;氮元素显负三价,取两个氮原子时负价合计为负六价;正负化合价的代数和为零,所以该化学式正确。
第六部分答案
1.(1)错误。在单质中元素的化合价为零,不能说化合物中所有元素化合价都不为零,但化合物中各元素正负化合价的代数和为零。(2)正确。单质中元素的化合价为零。(3)错误。氢元素通常显正一价,但在个别情况下可能显示其他化合价,不能一概而论。
2. 正确。金属元素显正三价,对应原子取二时正价合计为正六价;氧元素显负二价,对应原子取三时负价合计为负六价;正负化合价的代数和为零,所以该化学式正确。
3. 口诀:一价钾钠氯氢银,二价氧钙钡镁锌;三铝四硅五价磷,二三铁、二四碳;二四六硫都齐全,铜汞二价最常见;正负价要分清,单质价零别忘记。书写化学式步骤:先写元素符号,正价元素在前、负价元素在后;标出化合价;根据代数和为零确定原子个数比;把个数标在右下角并检验。
4. 正确。该元素显正五价,取二个原子时正价合计为正十价;氧元素显负二价,取五个原子时负价合计为负十价;正负化合价的代数和为零,所以该化学式正确。
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