第四单元 物质组成的奥秘
【中考透视】 本单元知识在中考中涉及的重要考点有:化学反应的微观实质;原于的构成粒子之间的关系,物质的类别,单质和化合物的概念,元素的定义,元素符号的意义;原子结构与元素性质、种类的关系,核外电子的排布和原于结构示意图;离子的表示方法;常见物质的化学式,根据化学式进行相关的计算,化合价原则的正确应用;根据化合价写化学式、常见元素的化合价。
中考对本单元知识的考查不足是放在知识的简单记忆和重现上,而是放在分析和解决实际问题的背景中,常以填空题、计算题出现,试题难度不大,但比较抽象.重在考查知识的应用。
中考对并考点的考查多放在解决实际问题的背景中,.如黑龙江、苏州等地的考题中.就结合生活中出现的雪灾地震等考查了物质的元素组成、化合价的计算等。
【知识网络图示】
一、宏观的物质、元素与微观的分子、原子的关系(如图4—22所示)
二、物质的组成、构成及分类
【名师解读】
一、知识性专题
专题1 质子数相同的粒子不一定属于同种元素
【专题解读】 元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的-类原子的总称.这个定义有两方面含义:一是质子数相同的原子中含有的中子数可能不同,但它们属于同种元素;二是并非具有相同质子数的粒子就是同种元素.判断是否为同种元素,前提一般是要与原子相比较,而不能用原子与其他粒子(分子、含两种元素以上的复杂离子等)相比较.现特将质子数相同的粒子(它们一般不属于同种元素)归纳如下:
(1)质子数相同的原子和离子.①属于同种元素的,例如:Na和的质子数都为11;Cl和的质子数都为17.②不属于同种元素的,例如:Na和的质子数均为11;F和的质子数均为9.
(2)质子数相同的不同分子.例如:、、、HF的质子数均为10,和CO的质子数均为14.但由于上述粒子均为分子,故不属于同种元素.
(3)质子数相同的原子和分子.例如:Ne和的质子数均为10;Si和的质子数均为14.但由于 (或)是分子,故和Ne(或Si)也不是同种元素. (4)质子数相同的分子和离子.例如:和的质子数均为40,但由于二者分别是由原子构成的分子和复杂离子,所以也不属于同种元素.
(5)质子数相同的不同离子.例如:和的质子数均为9,和的质子数均为11,但由于或()为复杂离子,故和 (或)不属于同种元素.
通过上述分析可知:质子数相同的粒子不一定属于同种元素.
例1 质子数相同,核外电子数不同的两种粒子.它们可能是( )
A.两种不同元素的原子 B.一种分子和一种离子
C.同种元素的原子和离子 D.不同种元素的原子和简单离子
分析 两种不同元素的原子,其质子数一定不相等,因此排除A;一种分子和一种离子可能质子数相同,电子数不同,如分子中含16个质子和16个电子。而的质子数也是16,电子数为18,故B正确;同种元素的原子和离子,质子数一定相同,而电子数一定不同,故C正确;不同元素的原子和简单离子.其质子数一定不同,故D不正确.选BC.
专题2 化学符号周围数字表示的意义的归纳和总结
【专题解读】 本单元所学的化学符号较多.不同位置的数字所表示的意义各不相同.若不仔细区分,极易混淆.单独的元素符号或化学式既有宏观意义,又有微观意义.但若在前面加上化学计量数,便失去宏观意义,只有微观意义,仅表示粒子的个数.符号右下角的数字表示1个分子中含有原子的个数.符号右上角的数字表示离子所带电荷的多少;正上方的数字表示某元素的化合价,要注意离子符号和化合价在表示方法上的不同.综上所述,化学符号及其周围数字的意义如图4-23所示.
例2 指出下列化学符号中数字“2”所表示的意义,将其序号填在相应的横线上:
①;②;③2NO;④O;⑤2.(1)表示分子个数的是________.
(2)表示1个离子所带电荷数的是_________.
(3)表示元素化合价的是________.(4)表示1个分子中所含该原子个数的是________.
分析 本题考查化学符号周围的数字的意义,各式中“2”的意义分别为:①表示1个钙离子带2个单位正电荷;②表示1个二氧化氮分子中含2个氧原子;③表示2个一氧化氮分子;④表示氧化镁中镁元素显+2价;⑤表示2个磷酸根离子.
答案:(1)③ (2)① (3)④ (4)②
二、规律方法专题专题3 应用比例法确定化学式
【专题解读】 不同元素在形成化合物时都必须按照一定的化合价化合,也就是说化合物中各元素的原子数目及元素的质量都有固定的比例,其计算方法如下:设由A和B两种元素组成的化合物的化学式为.元素A和B的相对原子质量分别为a和b.化合物中A、B元素的质量分别为m(A),m(B),则化合物中A、B的原子个数比为:x:y=:=:,即原子个数比=元素的质量之比:相对原子质量之比.
例3 已知X、Y两种元素的相对原子质量之比为7:2,仅由这两种元素组成的化合物里,X、Y两种元素的质量之比为7:3,若Y元素为-n价,则此化合物中X元素的化合价为( )
A.+n B+. C.+ D.+3n
分析 要确定X元素的化合价,必须先确定该化合物的化学式,设该化合物的化学式为XaYb,则运用比例法可以确定化合物中X、Y两种元素的原子个数比为:a:b=(7:3):(7:2)=2:3,故该化合物的化学式为X2Y3,再结合化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则,便可确定X的化合价为+,故正确答案为B.
专题4 混合物中元素含量的计算【专题解读】 在实际生产和生活中,完全纯净的物质是没有的,那么如何计算混合物(即含有杂质的物质)中某元素的质量分数呢 若设混合物中某纯净物的质量分数为a,纯净物中某元素的质量分数为b,混合物中该元素的质量分数为c,则它们之间有如下关系:
混合物的质量纯净物的质量某元素的质量.
若已知a,b的值,求c,则其计算方法是:
c.在a,b,c三个质量分数中,纯净物中某元素的质量分数b可视为已知条件,则只要知道a,c中的任意一个就可求出另一个.
例4 某地使用的氮肥是含有杂质的硝酸铵(),经分析氮元素的质量分数为33.6%(杂质不含氮元素),求此含有杂质的硝酸铵中硝酸铵的质量分数.
分析 本题没有给出任何一种物质的质量,尽管通过设出不纯硝酸铵的质量(也可利用特殊值)可以进行计算,但此方法较复杂.利用上述推导的公式,能将复杂的问题简单化.此类题一定要注意弄清物质之间的从属关系,弄懂问题的实质,才能利用公式快速求解.
解:混合物中硝酸铵的质量分数=
答:含有杂质的硝酸铵中硝酸铵的质量分数为96%.
【沙场练兵】
可能用到的相对原子质量:H:1 O:16 C:12 N:14 Fe:56 S:32 Mg:24
一、选择题
1.有两种不同的原子,一种原子的原子核内有6个质子和6个中子,另一种原子的原子核
内有6个质子和7个中子,则它们不相等的是( )
A.核电荷数 B.核外电子数C.原子的带电量 D.原子的质量
2.关于二氧化氮()的下列说法中,正确的是( )
A. 二氧化氮由二氧化氮分子构成B.二氧化氮由1个氮元素和2个氧元素组成
C.每个二氧化氮分子由1个氮原子和2个氧原子构成
D.二氧化氮分子由1个氮原子和1个氧分子构成
3.下列物质中.一定属于纯净物的是( )
A.由—种元素组成的物质 B.由分子和原子构成的物质
C.由多种分子构成的物质 D.只由一种分子构成的物质
4.X原子、Y原子和Z原子的原子核内都含有n个质子,但它们所含中子数不同,则它们
属于( )
A.同一种原子 B.同一种元素C.不同种原子 D.不同种元素
5,某药品的说明书上标明:本品每克含碘150mg,镁65mg,锌1.5mg,这里的碘、镁、锌
是指( )A.原子 B.分子
C.元素 D.离子
6.关于Na和的区别,错误的是( )
A.化学性质相同 B.最外层电子数不同
C.质子数相同 D.核外电子数不同
7.如图4-24所示,“○”和“●”分别表示氢原子和氧原子,其中的粒子可用4H表示的是 ( )
8.某种化合物R在氧气中完全燃烧,生成水和二氧化碳,由此推断R中( )
A.一定含有碳、氢、氧三种元素
B.一定含有碳元素,也可能含有氢、氧两种元素
C.一定含有碳、氢两种元素,也可能含有氧元素D.一定含有碳、氢两种元素,不可能含氧元素
9.已知 的相对分子质量为342,则R的相对分子质量是( )
A.154 B.240 C.185 D.213
10.有质量相同的四种气体:①氮气、②氢气、③氧气、④二氧化碳,它们所含分子数由多
到少的顺序是( )
A.②①③④ B.②③④①C.④③①② D.①②③④
11.X、Y两种元素的相对原子质量之比为12:1,由这两种元素组成的化合物中X、Y两种
元素的质量之比为3:1,则该化合物的化学式为( )A. B. C. D.XY
12.与23.2kg四氧化三铁所含铁元素质量相等的二氧化二铁的质量是( )
A.16kg B.24kg C.24.5kg D.32kg
13.已知1个分子的质量为nkg,1个分子的质量为mkg(设两种分子中都含有同种
硫原子和同种氧原子),若以1个硫原子质量的作为标准,则的相对分子质量为( )
A. B. C. D.
14.某非金属元素R的原子的核电荷数在3~18之间,它与钠化合时的化学式为NaR,则R
元素原子的最外层电子数及与钠化合时的化合价分别为( )
A.1,-1 B.7,-1 C.-1,+1 D.1,-7
15.如图4-25所示是气体分子的示意图,图巾“●”“○”分别表示两种质子数不同的原子,
其中可能表示氧化物的是( )
二、填空题
16.按要求用正确的化学符号表示: (1)2个氮原子________.
(2)铵根离子_________.
(3)地壳中含量最多的非金属元素_______.(4)5个氧分子_________.
(5)氧化镁中镁元素显+2价______.
(6)3个亚铁离子________.(7)构成氯化钠晶体的阴离子__________.
(8)硫离子的结构示意图_______.
17.化学用语是化学学科的专用语言,是我们学习化学的重要工具.请你从给
定化合价的、、、、五种元素中,选择适当的元素,按要求写出相应物质的化学式(每空只填一种物质).
单质________;金属氧化物________;可作为复合肥料的盐________.(最后一空暂不作要求)18.某粒子的结构示意图为该粒子的质子数为________,该粒子
表示的是________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”).
19.(2009·南平)回答下列问题.
(1)在H、、中表示氢离子的是__________.
(2)已知锂(Li)元素在化合物中的化合价为+1,写出氧化锂的化学式:___________.
(3)在反应4H=4N↑+2+X↑中,X的化学式为___________.
(4)清凉油的主要成分薄荷脑()是由________种元素组成的,分子中的碳、氢、氧的原子个数比为____________.
20.元素周期表是学习和研究化学的重要工具.下表是元素周期表中的一部分,
按表中信息填空.
(1)查找原子序数为10的元素名称:________,其相对原子质量为_____________.
(2)硫元素的原子结构示意图为该元素的原子核外有_________个电子层,它属于_______元素(填“金属”或“非金属”),其化学性质比较活泼,在化学反应中易______(填“得”或“失”)电子
21.有A、B、C、D四种元素,A元素原子核外有12个电子,B2-比A原子少一个电子
层,C离子既无中子也无电子,D原子最外层电子数为次外层电子数的4倍.
(1)这些元素中,化学性质比较稳定的是________,原子易失去电子成为阳离子的是
________,非金属性最强的是________.
(2)写出上述元素形成的离子化合物的化学式:_________,形成的共价化合物的化学式:_________.
三、实验题
22.如图4-26所示,A、B、C都是研究物质组成的实验.从研究方法得知,A实验是利用可燃物消耗瓶内的_________,使瓶内压强减小来测定空气里氧气含量的.B实验是通过证明生成物的_______来推断水的组成的.而C实验与___________(填实验代号)实验的方法相同.
四、计算题
23.已知碳酸氢铵的化学式为NH4HCO3,计算:
(1)碳酸氢铵的相对分子质量.
(2)碳酸氢铵中各元素的质量比.
(3)158gNH4HCO3中含氮多少克.
(4)等质量的NH4HCO和CO(NH2)2中氮元素的质量比.
参考答案
1.D[提示:核电荷数=质子数=电子数,因为给出的这两种原子中的质子数都是6,故它们的核电荷数、核外电子数都是6,在1个原子中,质子数等于电子数,且1个质子与1个电子所带的电荷电性相反、电量相等,故原子不显电性.相对原子质量≈质子数+中子数,可知这两种原子的相对原子质量不相等,相对原子质量(一种是12,另一种为13)之比等于原子的质量之比,所以这两种原子的质量不相等]
2.AC[提示:A.二氧化氮是—种纯净物,由二氧化氮分子构成,不可能含有其他物质的分子;B.二氧化氮由氮元素和氧元素组成;C.每个二氧化氮分子由1个氮原子和2个氧原子构成;D,二氧化氮分子由氧原子和氮原子构成.元素属于宏观概念,只讲种类,不论个数,原子属于微观概念,既讲种类,又论个数]
3.D[提示:纯净物只由一种物质组成.对于由分子构成的物质来说,纯净物只含有一种分子,而混合物则含有2种或2种以上的分子.由一种元素组成的物质可能是纯净物,也可能是混合物,如氧气只含氧元素,氧气和臭氧的混合气体也只含氧元素]
4.BC[提示:X、Y、Z原子核内都含有n个质子,质子数相同,即核电荷数相同,所以它们属于同一种元素,又因为它们所含的中子数不同,则其相对原子质量也不同,相对原子质量≈质子数+中子数,故X、Y、Z属于同一种元素的三种不同原子]
5.C[提示:物质是由元素组成的]
6.A[提示:和Na的最外层电子数不同,化学性质不同]
7.C[提示:A表示2个氢分子,B表示4个氧原子,D表示2个氢分子和2个氧分子,C表示4个氢原子]
8.C[提示:R+氧气二氧化碳+水.二氧化碳由碳元素和氧元素组成,水由氢元素和氧元素组成,可知R燃烧后的产物中含碳、氢、氧三种元素.根据反应前后元素种类不变的规律,反应物R和氧气中也一定含碳、氢、氧三种元素,氧气中只含氧元素,故R中一定含碳、氢两种元素,也可能含有氧元素,生成物中的氧元素可能全部由氧气提供,也可能由R和氧气共同提供]
9.D[提示:R的相对原子质量=,R的相对分子质量=27+62×3=213]
10.A[提示:质量相同的气体所含的分子数之比,等于相对分子质量的倒数之比.题中所给的条件是相同质量的、、、C,所含分子数之比为:::,故所含分子数最多的为,其次为,再次为,含分子数最少的为C]
11.B[提示:设该化合物的化学式为,则依据题意得12m:n=3:1,m:n=1:4,其化学式为]
12.B[提示:的相对分子质量为232,的相对分子质量为160.设与23.2kgFe3O4所含铁元素质量相等的的质量为x,则23.2kg×=x·,23.2kg×=x×,解得:x=24kg;
13.C[提示:相对分子质量=,现欲求S的相对分子质量,且题目给出的标准值为硫原子质量的1/32,这里的关键是求出硫原子的质量.硫原子的质量=3m(S )-2m(S )=(3n-2m)(使二者所含硫原子个数相差1,氧原子个数相等).所以S的相对分子质量=n,所说的标准只是本题给定的而已,国际上所用的标准仍是碳12原子质量的]
14.B[提示:Na为+1价,则NaR中,R为-1价,最外层电子数为7,易得到1个电子,显-1价]
15.A[提示:氧化物是由两种元素组成,其中一种元素为氧元素的化合物;B、D为混合物,C为单质]
16.(1)2N (2)NH4+ (3)O (4) 5 (5) O (6)3 (7) (8)
17.Cu;;K [提示:前两空答案不唯一,只要合理均可]
18.11;阳离子[提示:核内质子数大于核外电子数,故为阳离子]
19.(1) (2) (3) (4)三;10:10:1[提示:(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目相等,得出X的化学式为O2]
20.(1)氖;20.18(2)3;非金属;得[提示:(2)该原子最外层有6个电子,易得到2个电子,达到8电子的稳定结构]
21.(1)Ne;Mg;O (2)MgO; [提示:A原子核电荷数为12,A为Mg;有2个电子层,核外有10个电子,核电荷数为8,B为O;C为H;D原子有2个电子层,各层上的电子数分别为2,8,D的核电荷数为10,应为Ne]
22.氧气;元素种类(或组成或成分):B
23.提示:根据化学式计算,一定要记住的关键公式是:某元素的质量=物质的质量×某元素在该物质中的质量分数;解:(1) 的相对分子质量=14+1×5+12+16×3=79.(2)碳酸氢铵中N、H、C、O元素的质量比为14:5:12:48.(3)含氮的质量为158g××100%=28g.(4)设二者的质量均为m,二者所含氮元素的质量比为(m××100%):(m·×100%)=30:79.答:略.