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第2章 物质的微观结构
第6讲 学式与相关计算
目
录
1
知识框架
2
典型例题
知识框架
1
1. 学式
(1)学式的定义
用元素符号来表示单质或合物组成的式子称为学式。例如O2、
CO2等。
(2)学式的意义
便于国际交流,是全世界认同的学语言。
项目 学式的含义 以H2O为例
宏观 ①表示一种物质; ②表示该物质由哪些元素组成 ①表示水这种物质;
②表示水由氢元素和氧
元素组成
微观 ①由分子构成的物质的学式表示该物
质的一个分子; ②表示构成物质的一个分子中所含的元
素的原子个数或原子个数比 ①表示一个水分子;
②表示一个水分子由两
个氢原子和一个氧原子
构成
2. 合价
(1)合价的定义
用来表示不同元素的原子在形成合物时,原子之间相互合的
数目。
(2)合价表示的
合价有正价与负价之分,在元素符号的正上方用带“+”或
“-”号的阿拉伯数字表示。一般把“+”或“-”号写在前,数字写
在后,如、、等。
(3)常见元素合价
名称 符号 合价 名称 符号 合价
钾 K +1 氢 H +1
钠 Na +1 碳 C -4、+2、+4
银 Ag +1 氮 N -3、+5
钙 Ca +2 氧 O -2
铝 Al +3 硫 S -2、+4、+6
名称 符号 合价 名称 符号 合价
铁 Fe +2、+3 氯 Cl -1、+1、+5
铜 Cu +1、+2 碘 I -1
镁 Mg +2 钡 Ba +2
锌 Zn +2 磷 P +5
氟 F -1 溴 Br -1
硅 Si +4 单质 / 0
(4)原子团
①定义:某些原子的组合在合物中和在学反应里都作为一个整
体,这样的整体叫作原子团,也叫根。
②原子团作为一个整体,在合物中也有一定的合价。在合物
中原子团的合价和其他元素的合价的代数和也为零。
③常见的原子团和它们的合价
原子团名称 氢氧根 硫酸根 碳酸根 硝酸根 铵根
原子团符号 OH SO4 CO3 NO3 NH4
原子团的合价 -1 -2 -2 -1 +1
原子团的粒子符号 OH- S C N N
原子团名称 原子团符号 原子团的合价 原子团的粒子符号
亚硫酸根 SO3 -2 S
高锰酸根 MnO4 -1 Mn
锰酸根 MnO4 -2 Mn
碳酸氢根 HCO3 -1 HC
氯酸根 ClO3 -1 Cl
次氯酸根 ClO -1 ClO-
硫酸氢根 HSO4 -1 HS
3. 合物学式的书写
一般情况下,我们可以通过元素的合价认识合物中原子个数
比。元素的合价有正、有负,合物中正、负合价的代数和为零。
4. 有关合物的相关计算
(1)式量(相对分子质量)
学式的式量等于各原子的相对原子质量的总和,如水(H2O)的式量
=1×2+16=18。
(2)计算物质组成元素的质量比
合物中各元素的质量比等于相对原子质量与原子个数的乘积比。
如水(H2O)中各元素的质量比为m(H)∶m(O)=(1×2)∶16=1∶8。
(3)计算物质中某元素的质量分数
计算公式:物质中某元素的质量分数=
×100%
典型例题
2
例1 下列各组物质中,具有不同原子团的是( D )
A. FeSO4与Fe2(SO4)3
B. NaOH与KOH
C. NH4Cl与NH4Br
D. KMnO4与K2MnO4
D
例2 在学世界里,没有生命的阿拉伯数字也变得鲜活起来,它们
在不同的位置表示着不同的含义。下列学符号中数字“2”表示的意义
错误的是( B )
A. Mg2+中的“2”表示一个镁离子带两个单位正电荷
B. CO2中的“2”表示一个氧分子由两个氧原子构成
C. O中的“2”表示氧镁中镁元素的合价为+2价
D. 2CO中的“2”表示两个一氧碳分子
B
例3 X、Y、Z三种元素的合价分别为+1、+3、-3价,由这三
种元素组成的合物的学式为( D )
A. XYZ2 B. X4YZ3
C. X2YZ3 D. X3YZ2
D
例4 某物质可能含有铁的氧物中的一种或两种,实验测得其中铁
元素的质量分数为75%,则该物质可能为( D )
A. FeO
B. Fe3O4和Fe2O3的混合物
C. Fe2O3
D. FeO和Fe2O3的混合物
D
例5 某气体由CH4、C2H2、C2H4中的一种或几种组成,测得其中碳
元素和氢元素的质量比为6∶1,下列对该气体组成判断正确的是( C )
A. 该气体中一定含有C2H2
B. 该气体中一定没有CH4
C. 该气体中可能含有C2H2
D. 该气体不可能同时含有CH4、C2H2、C2H4
C
例6 某元素R的合价是奇数(不变合价),已知其氧物的相对分
子质量为m,其氯物的相对分子质量为n,则R的合价为( D )
A. B.
C. D.
D
例7 在由一氧碳和氧气组成的混合气体中,测知碳元素的质量分
数为20%,则混合气体中一氧碳和氧气的质量比为( C )
A. 1∶1 B. 2∶1
C. 7∶8 D. 7∶11
C
例8 在合物X2Y和YZ2中,Y的质量分数分别为40%和50%,则在
合物X2YZ3中Y的质量分数为 。
例9 尿素[CO(NH2)2]是一种常见的氮肥,请计算:
(1)CO(NH2)2的相对分子质量为 。
(2)CO(NH2)2中C、H、O元素的质量比为 (填最简整
数比)。
(3)CO(NH2)2中碳元素的质量分数为 。
(4)300g尿素中碳元素的质量与 g二氧碳中碳元素的质
量相等。
25%
60
3∶1∶4
20%
220
例10 回答问题:
(1)元素X的核电荷数为a。它的阳离子为Xm+与元素Y的阴离子Yn-的
电子层结构相同,则元素Y的核电荷数是 。
(2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种
氧镍(NiO)晶体中就存在如图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个
Ni2+被两个Ni3+所取代,结果晶体仍呈电中性,
但此合物中Ni和O的比值却发生了变。某氧
镍样品组成中个数比Ni∶O=97∶100。则晶体
中Ni2+与Ni3+的离子个数最简比为 。
a-m-n
91∶6
例11 人体中的钙元素主要存在于骨骼和牙齿中,以羟基磷酸钙晶
体[Ca10(PO4)6(OH)2]形式存在,其相对分子质量为1004。牛奶含钙丰富又
易吸收,且牛奶中钙和磷比例合适,是健骨的理想食品。如图是某乳业
公司纯牛奶包装标签的部分文字,请仔细阅读
后回答下列问题:
纯牛奶
配料:新鲜牛奶
保质期:8个月
净含量:250 mL/盒
营养成分(每100mL)
钙≥0.11g
脂肪≥3.33g
蛋白质≥2.9g
(1)羟基磷酸钙中钙元素的质量分数为
(保留为0.1%)。
(2)若人体每天至少需要0.6g钙,且这些钙有90%来自牛奶,则一个人每天至少要喝 盒牛奶。
39.8%
2
例12 某样品可能由铁、氧亚铁、氧铁和四氧三铁中的一种
或几种组成,现测得该样品中铁元素与氧元素的质量比是21∶8;若该样
品由两种物质混合而成,则一定不含 ;若该样品由
三种物质混合而成,则一定含有 。
四氧三铁/Fe3O4
氧铁/Fe2O3
例13 A气体相对分子质量为28,B气体相对分子质量为34,混合后
不反应,混合气体平均相对分子质量30。则混合气体中A、B气体的分子
个数比为 。
2∶1