九年级化学（人教版）上册学案：4.4.1 化学式与化合价

4.4.1化学式与化合价考点精讲化合价1.定义：元素的原子之间相互化合时表现出来的一种性质，用来表示原子之间相互化合的原子数目。2.数值的判定：形成化合物时1个原子得失电子数或形成的共用电子数3.分类元素的化合价有正价和负极之分。4.化合价的表示方法化合物中各元素的化合价通常在化学式中元素符号或原子团正上方标出，正负号在前、价数在后。如Mg、MgO4。5.化合价的规律化合价有正价和负极之分，在化合物中各元素的正负化合价代数和为零。在单质中，元素的化合价为0价。一般来说，在化合物中，氢元素显+1价，氧元素显-2价。金属元素和非金属元素化合时，金属元素通常显正价、非金属元素通常显负极。原子团的化合价等于各元素正负化合价的代数和。6.化合价和离子符号比较项目离子符号化合价标注位置元素符号的右上角元素符号的正上方正负号、数字位置数字在前、正负号在后正负号在前、数字在后数值为1时省略不能省略举例Na+、S2-、NO、2、2联系同种元素或原子团的化合价和离子所带电荷，通常数值相等、正负号相等，但位置不同7.原子团及其化合价原子团：常作为一个整体参加化学反应的原子集团，叫做原子团，又叫根，反应中不能随意拆开。如H2SO4、NaOH、Na2CO3中SO42-、OH-、CO3常见原子团的化合价原子团氢氧根硝酸根硫酸根碳酸根磷酸根铵根符号OH-NOSOCOPONH化合价-1-1-2-2-3+18.化合价的应用根据化合价书写化学式依据：化合物中各元素正负化合价代数和为零。由此确定各元素的原子个数比，写出化学式，步骤如下：步骤示例写符号写出组成化合物的各元素（或原子团）符号，正价的写在前、负价的写在后HO；HSO求个数标出各元素（或原子团）的化合价；求出化合价绝对值的最小公倍数；最小公倍数与各元素（或原子团）化合价绝对值的比值即为各原子（或原子团）个数O化合价绝对值的最小公倍数为2，则原子个数H：=2、O：=1H、硫酸根化合价的绝对值的最小公倍数为2，则原子个数H：=2、硫酸根：=1标角标把各原子（或原子团）个数标在元素符号（或原子团）右下角即可H2O；H2SO4检查若化学式满足——正价总数和负价总数的代数和为零，则化学式正确H2O：(+1)×2+(-2)=0H2SO4：(+1)×2+(-2)=0根据化学式求元素的化合价根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，由已知元素的化合价求出未知元素的化合价（可设未知数）。根据化合价判断化学式正误所有的化合物均满足化合物中各元素正负化合价代数和为零的规律，可据此检验判断化学式的正误。规律小结：某元素的化合价由该元素原子的最外层电子数决定。一般来说，金属元素的化合价=其原子的最外层电子数，为正价；非金属元素的化合价=8-其元素原子的最外层电子数，为负价。【典型例题】某物质的化学式为CaWOx，其中钙元素为＋2价，钨(W)元素为＋6价，氧元素为－2价，则x值是（）A．2 B．3 C．4 D．5【答案】C【解析】在CaWOx中，钙元素为＋2价，钨(W)元素为＋6价，氧元素为－2价，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：(＋2)＋(＋6)＋(－2)x＝0，则x＝4。故选C。【举一反三】1．在下列四种含有氯元素的物质中，氯元素化合价最低的是（）A．Cl2 B．NaCl C．HClO D．KClO3【答案】B【解析】Cl2中Cl的化合价为0；NaCl中Cl的化合价为-1；HClO中Cl的化合价为+1；KClO3中Cl的化合价为+5；故选B。2．钛酸亚铁（FeTiO3）中铁元素显+2价，则钛元素的化合价是（）A．+2 B．+3 C．+4 D．+5【答案】C【解析】钛酸亚铁（FeTiO3）中铁元素显+2价，氧元素显﹣2价，设钛元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得∶（+2）+x+（﹣2）×3＝0，则x＝+4价。故选C。3．下列有关化合价的说法中，正确的是（）A．在NaCl和HClO里，氯元素均为﹣1价B．在H2中，氢元素显+1价C．一种元素在同一种化合物里，可能显不同的化合价D．非金属元素在化合物里，一定显负价【答案】C【解析】A、在NaCl和HClO里，钠元素显+1价，氢元素显+1价，氧元素显﹣2价，由在化合物中正负化合价代数和为零，则NaCl中氯元素的化合价为﹣1价；HClO里，设氯元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）+x+（﹣2）=0，则x=+1价，错误；B、单质中元素化合价为0，在H2中，氢元素为0价，错误；C、同一种元素在同一种物质中可能显不同的价态，如在NH4NO3中，在铵根离子中氮元素显﹣3价，在硝酸根离子中氮元素显+5价，正确；D、非金属元素在化合物中也不一定均显负价，如H2O中氢元素显+1价，错误。故选C。4．油画上使用的白色颜料经一段时间后会变为黑色的PbS（硫化铅），使颜料恢复白色的方法是蘸涂双氧水，发生反应的化学方程式为：PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O，此反应中Pb元素、H元素的化合价不变，O元素的化合价变化为：－l→－2。则S元素的化合价变化为（）A．+2→+4 B．+2→+6 C．－2→+4 D．－2→+6【答案】D【解析】铅元素的化合价反应前后没变都是+2价，设反应前硫元素的化合价为x，则(+2)+x=0，x=-2，反应前硫元素的化合价为-2价；设反应后硫元素的化合价为y，则(+2)+y+(-2)×4=0，y=+6，反应后硫元素的化合价变为+6价。故选：D。【技巧方法】元素有可变价，一般在化合物中该元素显高价态时可直接按元素的名称读出化合物的名称。如在Fe2O3中铁元素显+3价，所以名称读作氧化铁。也可将数字读出来，即读作三氧化二铁。如显较低的价态，则在该元素的名称前加一个“亚”字，如FeO中铁元素显+2价，所以化学式读作氧化亚铁。【针对训练】1．含磷洗涤剂因含三聚磷酸钠(化学式Na5P3Ox)，大量使用会造成水体污染。已知三聚磷酸钠中磷元素化合价为+5价，则x值为（）A．10 B．9 C．7 D．5【答案】A【解析】钠元素通常显+1价，氧元素通常显-2价，磷元素化合价为+5价，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：（+1）×5+（+5）×3+（-2）×x=0，x=10。故选A。2．关于元素化合价的说法一定正确的是（）A．单质中元素的化合价最低B．非金属元素在化合物中显负价C．同种元素在同一化合物里化合价相同D．化合物中各元素化合价的代数和等于零【答案】D【解析】A．单质中元素的化合价为零，而在非金属氧化物中，非金属元素显负价，化合价更低，故错误；B．在化合物中，非金属元素不一定显负价，比如硫酸中氢元素和硫元素为正价，故错误；C．同种元素在同种物质中化合价不一定相同，比如硝酸铵中氮元素为-3和+5价，故错误；D．在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零，故正确。故选D。3．下列物质中硫元素化合价最低的是（）A．S B．SO2 C．H2SO4 D．H2S【答案】D【解析】A、根据单质中元素的化合价为0，S属于单质，故硫元素的化合价为0；B、氧元素显﹣2价，设SO2中硫元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）×2＝0，则x＝+4价；C、氢元素显+1价，氧元素显﹣2价，设H2SO4中硫元素的化合价是y，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+y+（﹣2）×4＝0，则y＝+6价；D、氢元素显+1价，设H2S中硫元素的化合价是z，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）×2+z＝0，则z＝﹣2价；故硫元素化合价最低的是D。故选D。4．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【答案】C【解析】氮气中N为0价，二氧化氮中N为+4价，一氧化氮中N为+2价，三氧化二氮中N为+3价，四氧化二氮中N为+4价，亚硝酸钠中N为+3价，硝酸铵中N分别为-3、+5价，综上，N共6种化合价；故选择C项。5．下列关于化合价的叙述：①化合价是元素的一种性质，因此称为元素的化合价，而不应称为原子的化合价。②化合物中化合价有正价和负价，其数值由元素的一个原子得失电子的数目或形成共用电子对的数目决定的。③一种元素只有一种化合价。④在化合物中非金属元素的化合价为负值。其中正确的是（）①② B．①③ C．②③④ D．①【答案】A【解析】①化合价是元素的一种性质，因此称为元素的化合价，而不应称为原子的化合价，正确。

②化合物中化合价有正价和负价，其数值由元素的一个原子得失电子的数目或形成共用电子对的数目决定的，正确。

③一种元素可能有不同的化合价，错误。

④在化合物中非金属元素的化合价不一定为负值，比如氢氧化钠中氢元素为+1价，错误。

故选：A。6．标出下列各组物质中相同元素的化合价：（1）H2S、S、SO2、Na2SO3、H2SO4．（2）MnO2、MnCl2、Mn、CaMnO4、KMnO4．【答案】（1）﹣2、0、+4、+4、+6．（2）+4、+2、0、+6、+7．【解析】（1）设硫化氢中硫的化合价为x．（+1）×2+x＝0解得x＝﹣2由于硫是单质，单质中元素的化合价为零．因此硫单质中硫的化合价为0．设二氧化硫中硫的化合价为y．y+（﹣2）×2＝0解得y＝+4设亚硫酸钠中硫的化合价为z．（+1）×2+z+（﹣2）×3＝0解得z＝+4设硫酸中硫的化合价为w．（+1）×2+w+（﹣2）×4＝0解得w＝+6（2）设二氧化锰中锰的化合价为x．x+（﹣1）×2＝0解得x＝+4设氯化锰中锰的化合价为y．y+（﹣1）×2＝0解得y＝+2由于锰是单质，单质中元素的化合价为零．因此锰单质中锰的化合价为0．设锰酸钙中锰的化合价为z．（+2）+z+（﹣2）×4＝0解得z＝+6设高锰酸钾中锰的化合价为w．（+1）+w+（﹣2）×4＝0解得w＝+7化学式1.概念用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。如H2O表示水、O2表示氧气。2.化学式的意义化学式的意义①宏观：a.表示一种物质；b.表示物质的元素组成。②微观：a.表示物质的一个分子（由分子构成的物质）；b.表示物质的分子构成（对于离子构成的物质，也可表示物质的离子构成）。化学符号周围的含义化学符号含义举例元素符号元素符号前面的数字表示该元素原子的个数2O前面“2”表示：2个氧原子元素符号正上方的数字和符号表示化合物中该元素的化合价H2中“-2”表示水中氧元素的化合价为-2价化学式化学式前面的数字表示粒子的数目2CO2前面“2”表示：2个二氧化碳分子化学式中原子或原子团右下角的数字表示对应原子或原子团的数目CO2中“2”表示：一个二氧化碳分子中含有2个氧原子离子符号离子符号前面的数字表示离子的数目3Fe3+前面“3”表示：3个铁离子元素符号（或原子团）右上角的数字表示该离子所带电荷数Fe3+中“3”表示：一个铁离子带3个单位的正电荷3.化学式的写法和读法物质化学式的写法化学式的读法单质金属单质元素符号，如铝—Al元素名称，如Al—铝稀有气体单质元素符号，如氦—He某气，如He—氦气固体非金属单质元素符号，如碳—C名称名称，如C—碳气体非金属单质化学式是其分子式，如氧气—O2，N2—氮气某气，如O2—氧气化合物氧化物氧元素符号在后，另一元素符号在前，如氧化铜—CuO从后向前读作“氧化某或几氧化几某”，如MgO—氧化镁；Fe3O4—四氧化三铁金属元素和非金属元素组成的化合物一般金属元素写在前、非金属元素写在后，如氯化钠—NaCl；硫化钠—Na2S从后向前读作“某化某”，如ZnS—硫化锌盐（金属离子或铵根离子与酸根离子结合）或碱（金属离子或铵根离子与氢氧根离子结合）一般金属元素（或铵根）在前，酸根（或氢氧根）在后；且原子团的个数为多个时，应将原子团用小括号括起来，在小括号的外面右下角标上相应的个数。如硫酸钠—Na2SO4；氢氧化钠—NaOH含酸根的化合物读作“某酸某”，如CuSO4—硫酸铜；含氢氧根的读作“氢氧化某”，如Ca(OH)2—氢氧化钙【典型例题】我国女科学家屠呦呦因发现青蒿素荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素（C15H22O5）是一种用于治疗疟疾的药物。下列有关青蒿素的叙述正确的是（）A．从宏观上看：青蒿素分子由碳、氢、氧三种元素组成B．从微观上看：青蒿素中含有15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子C．从变化上看：青蒿素在氧气中完全燃烧生成一氧化碳和水D．从质量上看：青蒿素中碳、氧元素的质量比为9∶4【解析】A、青蒿素化学式为C15H22O5，从宏观上看：青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成，故不符合题意；B、青蒿素化学式为C15H22O5，从微观上看：一个青蒿素分子中含有15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子，故不符合题意；C、青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成的，因此，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，故不符合题意；D、从质量上看：青蒿素中碳、氧元素的质量比为12×15∶16×5=9∶4，故符合题意【答案】D【举一反三】1．“2C60”表示（）A．120个碳原子 B．2个碳原子C．120个Co分子 D．2个C60分子【答案】D【解析】“2C60”的含义是2个C60分子，D选项正确，符合题意。故选D。2．下列化学用语书写错误的是（）A．两个氮原子：2N B．两个氨分子：2NH3C．氧化铝的化学式：Al2O3 D．一个钙离子：Ca+2【答案】D【解析】A、氮原子的元素符号为N。两个氮原子需要在原子前标注数字2，即2N，A正确；B、一个氨分子是由1个氮原子和3个氢原子构成的。在分子前标注数字表示分子的个数。所以两个氨分子的书写为：2NH3，B正确；C、一个氧化铝分子中有两个铝原子和三个氧原子，所以氧化铝的化学式为Al2O3，C正确；D、一个钙离子带两个单位的正电荷，先写数字后写正负号，即Ca2+，D错误。故选D。3．碳酸乙烯酯(C3H4O3)可用作锂电池电解液，下列有关碳酸乙烯酯的说法正确的是（）A．碳酸乙烯酯的相对分子质量为(12×3+1×4+16×3)gB．碳酸乙烯酯中C、H、O三种元素的质量比为12∶1∶16C．碳酸乙烯酯中C、H、O三种原子的个数比为3∶4∶3D．碳酸乙烯酯中碳元素的质量分数=eq\f(12,12+1+18)×100%【答案】C【解析】A、碳酸乙烯酯的相对分子质量为12×3+1×4+16×3，相对分子质量单位为“1”，通常不写，错误；B、碳酸乙烯酯中C、H、O三种元素的质量比为12×3∶1×4∶16×3，错误；C、化学式中元素符号右下角的数字为一个分子中原子的个数，碳酸乙烯酯中C、H、O三种原子的个数比为3∶4∶3，正确；D、酸乙烯酯中碳元素的质量分数=eq\f(12×3,12×3+1×4＋16×3)×100%QUOTE12×312×3+1×4+16×3，错误。故选C。4．三位化学家因锂电池研究获2019年化学诺贝尔奖,其中钴酸锂(LiCoO2)的使用促进了锂离子电池的广泛应用。下列关于钴酸锂的说法正确的是A．钴酸锂由1个锂原子、1个钴原子和2个氧原子构成B．已知锂元素+1价,氧元素-2价,可知钴元素显+3价C．锂、钴、氧元素的质量比为1∶1∶2D．元素质量分数最大的是氧【答案】B【解析】A、一个钴酸锂分子由1个锂原子、1个钴原子和2个氧原子构成，故错误；B、锂元素显+1价，氧元素显-2价，设钴元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）+x+（-2）×2=0，则x=+3价，故正确；C、钴酸锂中锂、钴、氧三种元素的质量比是（7×1）∶（59×1）∶（16×2）≠1∶1∶2，故选项说法错误；D、钴酸锂中锂、钴、氧三种元素的质量比是（7×1）∶（59×1）∶（16×2）=7∶59∶32，元素质量分数最大的是钴元素，故错误。故选B。5．烧烤在烟熏、烘烤并发生焦糊过程中，高活性致癌剂苯并芘（C20H12）的含量比普通食物增加约10～20倍，对苯并芘的描述正确的一项是A．它由碳、氢两种原子构成 B．它含有6个氢分子 C．它含有碳、氢两种元素组成 D．其中碳、氢元素的质量比为5∶3【答案】C【解析】A、苯并芘是由苯并芘分子构成的，故A错误；B、苯并芘中不含有氢分子，故B错误；C、苯并芘由碳、氢两种元素组成，故C正确；D、其中碳、氢元素的质量比为∶（12×20）∶（1×12）＝20∶1，故D错误。故选C。【技巧方法】1.化学式有宏观和微观两个方面的含义，如果化学式的前面有系数，那么这个式子就只能表示微观的粒子数目。2.化学式的书写要按规则进行，不能臆测不存在的物质的化学式。3.化学式中原子个数为1的一般不读，但为了区别其它化合物有时也读出1。如：CO读为一氧化碳4.对于较复杂的化学式，其中含有两个或两个以上的原子团，书写这部分时要添加括号，将原子团个数写在括号右下角。如氢氧化钙Ca(OH)2、硝酸镁Mg(NO3)2、硫酸铵(NH4)2SO4。【针对训练】1．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．O B．N2 C．Cu D．CO2【答案】C【解析】A、O属于气态非金属元素，可表示氧元素，表示一个氧原子，但不能表示一种物质，故选项不符合题意。B、该符号是氮气的化学式，不是元素符号，故选项不符合题意。C、Cu属于金属元素，可表示铜元素，表示一个铜原子，还能表示铜这一纯净物，故选项符合题意。D、该符号是二氧化碳的化学式，不是元素符号，故选项不符合题意。故选C。2．双氧水因产物没有污染而被称为绿色消毒剂，可用于家庭消毒。下列有关说法正确的是（）A．双氧水和水一样，由氢、氧两种元素组成B．双氧水是由氢分子和氧分子构成C．双氧水的分子比水分子多一个氧元素D．双氧水分解产生氧气，说明在双氧水中原来就含有氧分子【答案】A【解析】A、双氧水和水一样，由氢、氧两种元素组成，正确。B、双氧水是由双氧水分子构成，B错。C、一个双氧水的分子比一个水分子多一个氧原子，C错。D、双氧水分解产生氧气，说明在双氧水中原来就含有氧元素，不是氧分子，D错。故选：A。3．抗击新冠肺炎疫情中，国内270名新型冠状病毒患者参加了瑞德西韦临床试验，瑞德西韦（分子式：C27H35N6O8P）新药或许会成为抗击新冠肺炎的“特效药”。下列说法正确的是（）A．瑞德西韦属于氧化物B．瑞德西韦的相对分子质量是602C．瑞德西韦完全燃烧的产物只有二氧化碳和水D．瑞德西韦由27个碳原子、35个氢原子、6个氮原子、8个氧原子和1个磷原子构成【答案】B【解析】A．由化学式C27H35N6O8P可知，瑞德西韦由C、H、N、O、P共五种元素组成，不属于氧化物，故选项A不符合题意；B．瑞德西韦的相对分子质量是：12×27+35+14×6+16×8+31=602，故选项B符合题意；C．由化学式C27H35N6O8P可知，瑞德西韦由C、H、N、O、P共五种元素组成，瑞德西韦在足量氧气中完全燃烧的产物除了二氧化碳和水，还有含N的化合物和含磷的化合物，故选项C不符合题意；D．瑞德西韦由瑞德西韦分子构成，每个瑞德西韦分子由27个碳原子、35个氢原子、6个氮原子、8个氧原子和1个磷原子构成，故选项D不符合题意。故选B。4．下面关于水的组成和构成的说法正确的是()①水是由氢元素和氧元素组成②水是由两个氢元素和一个氧元素组成的③水分子是由一个氢分子和一个氧原子构成的④水是由氢气和氧气组成的⑤水是由水分子构成的⑥水是由氢原子和氧原子构成的⑦每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的⑧水分子是由氢原子和氧原子构成的．A．①⑤⑦⑧ B．①③⑤⑧ C．①⑥⑦⑧ D．③⑤⑥⑦【答案】A【解析】解：①水是由氢元素和氧元素组成的，故说法正确；②水是由氢元素和氧元素组成的，元素不能论个数，故说法不正确；③一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，故说法不正确；④水是由氢元素和氧元素组成的，故