2021-2022学年度粤教版九年级化学上册教案 3.4 物质组成的表示式

3.4 物质组成的表示式
1．了解物质的化学式及其所表示的意义。
2．能正确读写单质和化合物的化学式。
3．了解化合价的含义，认识化合价的规律和原则，记住常见元素及原子团的化合价，并能根据化合价书写化学式，根据化学式求化合价。
4．根据化学式所表示的含义，利用化学式进行有关计算。
化学式中数字的意义。
根据化学式进行简单的计算。
1．怎样用式子表示物质的构成
元素和原子用元素符号表示，由元素组成的物质和由原子构成的分子用什么表示呢？
我们用元素符吾民和数字给合的式子，即化学式来表示物质的元素组成和分子的构成，如水和水分子都有H2O表示，氧气和氧分子都有O2表示，氢气和氛分子都用H2表示。
(1)定义：用元素符号和数字的组合来表示物质组成的式子叫做化学式。
其中，元素符号右下角的数字，用来表明这种物质的组成元素的原子数目。
(2)化学式表示的含义
H2O表示什么意义？2H2O表示什么意义？H2O与2H2O中小数字“2”表示的意义相同吗？
水的化学式表示的意义
水的化学式中元素符号周围数字的意义
(1)化学式表示的意义：
①表示一种物质；
②表示物质的元素组成；
③表示物质的一个分子；
④表示物质一个分子的构成。
(2)化学式前化学计量数表示的意义：表示物质分子(原子)的数目。如：2Fe，表示2个铁原子。
(3)化学式中元素符号右下角化学计量数表示的意义：表示物质的1个分子中含有该原子的数目。
2．单质化学式的写法和读法
单质是由同种元素组成的纯净物。因此，单质化学式的书写不存在排列符号顺序的问题。
(1)单质化学式的书写
单质 构成 化学式 举例
金属 由原子]构成K] 元素符号 铜Cu；铁Fe；汞Hg
稀有气体 氦气He；氖气Ne；氩气Ar
部分固态非金属 碳C；硫S；磷P；硅Si
气态非金属 由分子构成 氧气O2；氢气H2；氮气N2；氯气Cl2；臭氧O3
①任何物质都有化学式吗？
小顾问：纯净物有固定的组成，才能用化学式表示其组成；混合物没有固定的组成，故不能用化学式来表示。
②同种物质可以有不同的化学式吗？
小顾问：每种纯净物都有它固定的组成，所以，一种物质只有一个化学式，但是一种化学式可能表示不止一种物质。如P，既表示红磷，又表示白磷。
③化学式可以任意书写吗？
小顾问：化学式的书写首先要通过实验确定物质的组成，然后再按国际通用规则书写。不能瞎编乱造物质的化学式，更不能随意写出实际上并不存在的物质的化学式。
化学式中元素符号及其右下角的数字都不能改动，否则就意味着改变了物质的组成，就不是这种物质了。
(2)单质化学式的读法
①固体或液体单质，一般直接读元素符号的名称“某”；有时为了区别于元素名称也可读作“单质某”或“某单质”。如铁的化学式Fe可读作“铁”、“单质铁”或“铁单质”。
②气体单质一般读作“某气”，如He氦气；H2氢气。
3．元素的化合价
(1)元素化合价的含义
化合价是元素特有的性质，是元素形成化合物时表现出来的。化合物有固定的组成，也就是形成化合物的元素有固定的原子个数比，化学上就用化合价来表示原子之间相互化合的数目。化合价有正价和负价。
①只有元素形成化合物时才表现化合价这种性质；②元素的化合价主要取决于原子的最外层电子数；③单质中，元素的化合价为零。
(2)元素化合价的表示方法
你知道吗？在形成化合物时，有些原子会构成固定的原子集团，这些集团常作为一个整体构成物质或参加反应，好像一个原子一样，我们把这样的原子集团叫做原子团。常见的原子团有：OH(氢氧根)、CO3(碳酸根)、NO3(硝酸根)、SO4(硫酸根)、NH4(铵根)等。
元素和原子团都有化合价。正、负化合价的表示方法如下：
化合价的正、负和数目要标在元素和原子团符号的正上方，且价的性质(即正、负)标在前，价的数目标在后；价数为“1”时，不能省略。如、、、、、。
(3)常见元素及原子团的化合价
元素或原子团的名称 元素或原子团的符号 常见的化合价
氢 H ＋1
钠 Na ＋1
钾 K ＋1
银 Ag ＋1
镁 Mg ＋2
钙 Ca ＋2
钡 Ba ＋2
铁 Fe ＋2　＋3
锌 Zn ＋2
铜 Cu ＋1　＋2
铝 Al ＋3
锰 Mn ＋2　＋4　＋6　＋7
氯 Cl －1　＋1　＋5　＋7
氧 O －2
硫 S －2　＋4　＋6
氮 N －3　＋2　＋4　＋5
磷 P －3　＋3　＋5
碳 C ＋2　＋4
氢氧根 OH－ －1
铵根 NH ＋1
硝酸根 NO －1
硫酸根 SO －2
碳酸根 CO －2
①在化合物中，氢元素通常显＋1价；氧元素通常显－2价；金属元素通常显正价；非金属元素通常显负价。
②一些元素具有可变化合价。如铁、氮、硫、氯、磷、碳等。
③在化合物里各元素正负化合价的代数和为0。
④元素的化合价是元素原子在形成化合物时表现出来的一种性质。因此，在单质中的元素的化合价为0。
⑤化合价记忆口诀：
一价氢氯钾钠银；二价氧钡钙镁锌；
三铝四硅五氮磷；二三铁，二四碳；
二四六硫都齐全；铜汞二价最常见；
单质为零要记全。
负一氢氧硝酸根；负二碳酸硫酸根；
正一价的是铵根。
4．化合价与化学式
化合价是元素形成化合物时表现出来的，化合物中元素的化合价与化学式存在着什么关系？
①一些含氢化合物中组成元素的原子个数比
化学式 HF H2O NH3 CH4
原子数目比 1∶1 2∶1 1∶3 1∶4
化合价数比 1∶1 1∶2 3∶1 4∶1
②一些含氧化合物中组成元素的原子个数比
化学式 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5
原子数目比 2∶1 1∶1 2∶3 1∶2 2∶5
化合价数比 1∶2 1∶1 3∶2 2∶1 5∶2
化合价数比与原子数目比互为倒数关系，因此，我们可以根据化合价数值推求原子数目，或者根据原子数目推求化合价数值。
(1)根据化学式求元素的化合价。
(2)根据已知化合价写出化合物的化学式。
①化合物化学式的写法
书写化合物的化学式时，怎样排列元素符号顺序的呢？又是怎样确定元素符号右下角数字的呢？
书写化合物化学式的方法很多，如：最小公倍数法；约简交叉法；化合价倒比法等。但不论哪种方法，都要注意做到下面几点：
①正价元素写在左边，负价元素写在右边；
②原子的数目标在元素符号的右下角；
③化合物中各元素正负化合价的代数和为零。
应该注意的事项：
①当原子、原子团的个数为“1”时，“1”要省略不写；不为“1”时，应在符号(原子团要用括号括起来)的右下角标明个数。
②如过氧化氢H2O2等化合物，不能利用最小公倍数法、约简交叉法。
③如NH3、PH3、CH4、SiH4等化合物，负价在左，正价在右。
②化合物化学式的读法
化学式的读法与写法正好相反，应该从化学式的右边往左读，也就是从后边往前读。
a：由两种元素组成的化合物的化学式，通常读作“某化某”，如Al2O3(氧化铝)，KCl(氯化钾)。
b：有时还要读出化学式中各元素的原子个数(特别对于有多种可变价的元素)，如CO(一氧化碳)、MnO2(二氧化锰)、P2O5(五氧化二磷)等。
c：含有原子团的化合物，要读出原子团的名称(不读“根”字)，如NaOH(氢氧化钠)、NH4Cl(氯化铵)等。
d：含有酸根的化合物，一般读作“某酸某”，如CaCO3(碳酸钙)、Na2SO4(硫酸钠)等。
e：有多种可变价的某些元素，高价的可按正常命名，低价的命名为“亚某”，如Fe2(SO4)3(硫酸铁)、FeSO4(硫酸亚铁)。
5．有关化学式的计算
(1)计算相对分子质量
化学式中各原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量(Mr)。
(2)计算组成化合物各元素的质量比
组成化合物各元素的质量比就是各相对原子质量与该原子个数乘积之比
(3)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，就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比，即
×100%。
6．确定化学式的常用方法
(1)化合价法
根据元素的化合价，利用“化合物中各元素正负化合价的代数和为零”的原则，使用约简交叉法或最小公倍数法、化合价倒比法等方法确定化学式。
(2)比例法
由于不同元素在形成化合物时，化合物中的原子的数目、元素的质量和化合价都是固定的，根据这种比的关系来确定化学式。
7．化学式能提供的重要信息
(1)宏观角度：
①表示一种物质；②表示这种物质的元素组成。
(2)微观角度(由分子构成的物质)：
①表示一个分子；②表示这种分子的原子构成；③前边加化学计量数，表示分子个数。
(3)质量角度(通过必要计算说明)：
①组成化合物的各原子个数之比；②组成化合物的各元素质量之比；③该物质的相对分子质量；④化合物中某一元素的质量分数；⑤组成物质的元素或根的化合价。
(4)分类角度：
①是混合物还是纯净物；②是单质还是化合物；③是否是氧化物。
8．化学符号周围计量数的意义
(1)在化学用语的前面的计量数(mM)：表示粒子的个数。
①计量数＋元素符号：原子个数；
②计量数＋离子符号：离子个数；
③计量数＋化学式：分子个数或原子个数。
(2)在符号的正上方的计量数(或)：表示(某物质中)某元素的化合价。
(3)在符号的右上角的计量数(Mm＋或Mm－)：表示离子带电的电性和电荷数。
(4)在符号的右下角的计量数(Mm)：表示1个分子中含有该原子的个数。
符号和数字的含义不尽相同。
①当符号只具有微观意义时，符号和数字的含义相同：如2H2、2H、2H＋，符号和数字的含义都分别表示两个氢分子、两个氢原子、两个氢离子。
②当符号具有宏观意义时，符号和数字的含义不同：如H2，符号表示氢气或一个氢分子，数字表示每个氢分子中含有两个氢原子；再如O2－，符号表示氧离子或一个氧离子，数字表示一个氧离子带有两个单位的负电荷。
9．化学式计算的实际应用
化学式计算的实际应用与化合物中某元素的质量分数密切相关，首先要计算求出。
(1)化合物的质量与所含某元素质量的互相计算。
①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
②化合物的质量＝化合物中某元素的质量÷化合物中该元素的质量分数
(2)不纯物中化合物的质量分数与不纯物所含某一元素的质量分数的互相计算。
如果某不纯物中含某化合物的质量分数为x%，含某元素的质量分数为y%；通过计算化合物中该元素的质量分数为z%。则它们之间成比例关系：
＝
即：y%＝x%×z%