培优专题讲解《化学式和化合价》

1化学式和化合价【赛点图解】【技法透析】1．如何理解化合价？(1)化合价是用来表示元素在形成化合物时的原子个数比，是元素的一种化学性质，有正价与负价之分。(2)化合价的表示方法：在元素符号（或原子团）正上方标出化合价，符号在前，数字在后。若数字为1时，不能省略。例如：标出氧化铝中铝元素的化合价：+3Al2O3；标出硝酸钠中硝酸根的化合价：Na-1NO3。(3)元素符号正上方的数字的含义：表示某元素在化合物中的化合价。例如：2NO中的＋2表示一氧化氮中氮元素是＋2价。(4)元素（或原子团）的化合价的数值＝对应离子带的电荷数，“＋”、“－”一致。如＋2价的镁元素：+2Mg→镁离子：Mg2＋；－2价的硫酸根S-2O4→硫酸根离子：SO24。(5)化合价的规律：在化合物中，所有元素化合价的代数和为零；原子团中各元素化合价的代数和等于原子团的化合价；在单质中，元素的化合价为零；在化合物中，金属通常显正价，非金属通常显负价。有些元素在不同化合物中显示不同的化合价；同一元素在同一化合物中可能显示不同的化合价，如NH4NO3中N的化合价分别为3和＋5价。2．巧记元素或原子团的化合价2元素的化合价：一价钾钠银和氢，二价钙镁钡和锌，三铝四硅氧负二，莫忘单质都是零。一二铜，二四碳，二、四、六，硫齐全，氟氯负一最常见，铁有二三记心间。原子团的化合价：负一价硝酸氢氧根，负二价硫酸碳酸根，负三记住磷酸根，钱根正一记在心。3．化学式的书写方法用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫做化学式。由于纯净物有固定的组成，所以只有纯净物才有化学式，一种纯净物只有一个化学式。(1)单质化学式的写法①稀有气体和金属是由原子直接构成的，其化学式直接用元素符号表示。如：氖——Ne、铁——Fe。②有些非金属单质，由于它们的结构复杂，其化学式也直接用元素符号表示。如：碳——C、硫——S、磷——P、硅——Si等。③有些物质是由双原子分子或多原子分子构成的，直接在元素符号右下角标出原子个数来表示它们的化学式。如：氢气——H2、氮气——N2、氧气——O2，氯气——Cl2、臭氧——O3等。(2)化合物化学式的写法和读法写法：利用“十字交叉法”，即正价前负价后，标价、约简、交叉和检验。例如写出＋6价硫的氧化物的化学式：第1步先排序，正价元素在前，负价元素在后：SO，第2步后标价，把化合价标到对应元素符号的正上方：+62SO；第3步约简，把化合价的绝对值约成最简比，31SO第4步交叉和检验，将“3”写到氧原子的右下角，“1”写到硫原子的右下角（若原子个数为“1”时省略），即得＋6价硫的氧化物的化学式为SO3。最后根据化合物中元素化合价的代数和为零的原则检验。读法：①由两种元素组成的化合物：从右至左读作“某化某”或“某化亚某”，在氧化物中常常要读出原子个数。如：MgCl2——氯化镁；FeCl2——氯化亚铁；P2O5——五氧化二磷。②含有酸根(NO3、SO4、CO3、PO4)化合物：从右至左读作“某酸某”或“某酸亚某”。如NH4NO3——硝酸铵；Fe(NO3)2——硝酸亚铁。③含有氢氧根(OH)的化合物：从右至左读作“氢氧化某”或“氢氧化亚某”。如：Ca(OH)2——氢氧化钙；Fe(OH)2——氢氧化亚铁。4．化学式表示的含义有哪些？3注意：对用元素符号直接表示化学式的物质（如稀有气体、金属、C、S、P、S．等），它们的符号既有元素符号的意义，又有化学式的意义。例如：Fe表示的意义有：表示铁元素、表示一个铁原子、表示铁单质、表示铁是由铁元素组成的。5．描述物质组成的方法物质、元素、分子、原子之间的关系可表示为：当从宏观上描述物质组成时，可叙述为：“某物质是由某元素组成的”。如：水是由氢氧两种元素组成的。当从微观上描述物质结构时，可叙述成：“某物质是由某分子（或原子、离子）构成的”。如：水是由水分子构成的、氯化钠是由钠离子和氯离子构成的等。分子是由原子构成的，可叙述为：“某分子是由某原子构成的”。如：水分子是由氢原子和氧原子构成的或一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的等。【名题精讲】赛点1化合价和化学式例1对火星探测器发回的信息研究发现，火星上存在着针铁矿[化学式为FeO(OH)]和黄钾铁钒，从而证明火星表面曾经存在过水。已知两种矿物中铁的价态相同，则黄钾铁钒[KFe3(SO4)2(OH)n]中n值为A．7B．6C．5D．4【切题技巧】根据在化合物中，所有元素的化合价的代数和为零的原则，可求出针铁矿石[化学式为FeO(OH)]中铁元素的化合价为＋3，由于两种矿物中铁的价态相同，又根据在化合物中，所有元素的化合价的代数和为零的原则，对[KFe3(SO4)2(OH)n]列式如下：(＋1)×1＋(＋3)×3＋(2)×2＋(1)×n＝0，n＝6。【规范解答】B【借题发挥】由化合价可以确定物质的化学式，由物质的化学式又可以确定元素的化合价，在化合物中，所有元素的化合价的代数和为零的原则是联系化合价和化学式的桥梁。【同类拓展】1．在日常生活中我们常接触到许多含氮的物质，如：N2、NO2、NH3、NO、N2O3、N2O4、NaNO2、NH4NO3，则这八种物质中氮元素显示的化合价共有()A．4种B．5种C．6种D．7种2．录像用的高性能磁粉的主要材料之一是由3种元素组成的化学式为CoxFe3－xO3＋x的化合物，已知氧元素的化合价是－2，钴(Co)和铁可能呈现＋2或＋3价。该化合物中每种元素只有一种化合价，下列说法正确的是()4A．在上述化合物中有可能铁的化合价数值高于钴的化合价的数值B．在上述化合物中铁不可能呈现＋2价C．x的值有可能小于1D．在上述化合物中钴和铁有可能同时呈现＋2价赛点2元素符号周围数字表示的意义例2下面是某学生学习化学用语后一次练习的部分内容，其中不正确的是()A．2MnO24表示两个高锰酸根离子B．2Ar：表示2个氩分子或2个氩原子C．Fe2＋：表示1个亚铁离子D．H2S中的“2”表示一个硫化氢分子中含有2个氢原子【切题技巧】高锰酸根(MnO4)和锰酸根(MnO4)的符号形式完全一样，其区别在于对应离子所带的电荷数不同，高锰酸根离子(MnO4)带1个单位负电荷，而锰酸根离子(MnO24)带2个单位负电荷，故2MnO24表示两个锰酸根离子。【规范解答】Ａ【借题发挥】学完元素符号、离子符号和化学式表示的意义以后，我们把元素符号周围数字表示的意义归纳整合如下：1．元素符号前面的数字：表示原子个数，只有微观意义。如2H：表示两个氢原子；2．元素符号右下方的数字：表示一个分子中原子的个数。如H2：表示1个氢分子中含有2个氢原子；3．元素符号正上方的数字：表示元素的化合价。如+1H：表示在形成化合物时，氢元素为＋1价；4．元素符号右上方数字：表示一个离子带的电荷数。如H＋：表示氢离子带1个单位正电荷；5．化学式前面的数字：表示分子个数，只有微观意义。如2H2：表示两个氢分子；6．离子符号前面的数字：表示离子个数，只有微观意义。如2H＋：表示两个氢离子。【同类拓展】3．下列符号：2N、N、H2O、2CO、SO2、SO24中，数字“2“的意义能用来表示分子个数的有()A．2个B．1个C．4个D．5个4．下列符号只有微观意义的是()A．HB．NeC．2CuD．O25．下列化学用语既能表示一种元素，又能表示一个原子，还能表示一种物质的是()A．OB．ZnC．N2D．CO5赛点3物质化学式的确定例3合成纳米材料氮化镓是我国1998年十大科技成果之一。已知氮的原子结构示意图为，镓(Ga)的原子结构示意图为，则氮化镓的化学式为()A．GaNB．Ga3N2C．Ga5N3D．Ga3N4【切题技巧】由氮原子的结构示意图可知：氮原子最外层有5个电子，在化学反应中易得3个电子形成稳定结构，氮元素的化合价通常为3价；同理，镓元素的化合价为＋3价。根据由化合价确定化学式的方法可得氮化镓的化学式为GaN。【规范解答】Ａ例4根据下表中物质的化学式排列规律，空格中物质的化学式应该是()A．C6H12B．C5H10C．C4H10D．C5H12【切题技巧】观察分析表中化学式的排列可知：1、3、5、7中的化学式符合CnH2n＋2的规律；而2、4、6、8中的化学式符合C2H2n的规律。故5中的化学式为C5H2×5＋2，即为C5H12。【规范解答】D【借题发挥】纵观近3年各地竞赛和重点高中预录考试题，确定物质化学式的题型一般分为两大类：一是由化合价（直接告诉或间接告诉，如本类例3属于间接告诉类）确定物质的化学式，解答此类题的关键是先通过分析题给条件得出化合价，再根据由化合价确定化学式的方法推出所求的化学式；二是通过信息给予确定化学式，解答此类题的关键是通过信息进行类比、模仿或找规律等，从而得出所求的化学式，如本类例4。【同类拓展】6．两种化合物AB和DB2，若A元素的化合价与H2O中O的化合价绝对值相同，则D的氯化物的化学式为()A．DCl4B．D4ClC．DCl2D．D2Cl7．已知Fe元素在化合物里通常显＋2价或＋3价，因此Fe3O4可写成氧化物形式FeO·Fe2O3，或盐的形式Fe(FeO2)2，它属于偏铁酸盐。Pb在化合物里显＋2价或＋4价，那么Pb3O4也可以写成_______或_______。参考答案1．C2．B3．B4．C5．B6．A7．2PbO·PbO2；Pb2(PbO4)