第3节 物质组成的表示和分析 第2课时（导学案）（解析版）

第3节物质组成的表示和分析第2课时化合价化学式的书写一、知识目标1.理解化合价的本质，掌握化合价的一些规律；2.了解化合价与离子符号表示方法的异同；3.能记住常见元素和原子团的化合价，依据化学式书写规则分析物质中元素的化合价。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上辨识不同纯净物有固定的组成，并能从微观角度探析化合价的本质，理解“化合价是元素原子在形成化合物时表现出来的一种性质”，从而建立“宏观-微观-符号”三重表征的化学思维方式。2.证据推理与模型认知：能基于“化合物中元素正负化合价代数和为零”这一核心规则（模型），分析和推理未知物质的化学式或已知化学式中某元素的化合价；能通过比较离子符号与化合价表示方法的异同，认识到化学符号系统是基于一定规则建立的科学模型，并运用该模型解决化学式的书写和判断问题。3.科学态度与社会责任：能基于“常见元素和原子团化合价”的已有认知，像科学家一样进行探究和归纳，总结出单质中元素化合价为零、金属元素常显正价、非金属元素常显负价等一般规律；在面对陌生或复杂的化学式时，能敢于应用化合价规则进行尝试、推断和验证，初步形成严谨求实的科学态度和创新应用规则解决实际问题的意识。一、学习重点1.能记住常见元素和原子团的化合价，依据化学式书写规则分析物质中元素的化合价。二、学习难点1.理解化合价的本质，掌握化合价的一些规律。一、化合价的基本概念每种化合物中组成元素的原子个数比是一定的，化学家总结出体现这种关系的数值——元素的化合价。二、常见元素和原子团的化合价1.填写下表中常见元素的化合价：名称符号化合价名称符号化合价钠Na+1氧O-2钙Ca+2碳C+2、+4钾K+1氯Cl-1镁Mg+2硫S-2、+4、+6铝Al+3氢H+12.填写下表中常见原子团的化合价：名称符号化合价名称符号化合价氢氧根OH--1碳酸根CO32--2硝酸根NO3--1硫酸根SO42--2铵根NH4++13.单质中元素的化合价为0。三、化合价的规律与表示1.在化合物中，正、负化合价的代数和为0。2.化合价标在元素符号或原子团的正上方，正、负号在前，数字在后（填“前”或“后”），如二氧化碳中碳元素的化合价表示为O2。一、新课导入问题讨论：观察下列表格中的化学式，并填写原子个数比。物质氯化氢水二氧化碳三氧化二铁化学式HClH2OCO2Fe2O3原子个数比答案：1∶1，2∶1，1:2，2∶3二、化合价活动一：初识化合价——概念与记忆问题观察：观察表格和口诀，单质的化合价有什么特点？氢元素和氧元素通常显什么价态？答案：单质化合价为0；氢通常显+1价，氧通常显-2价。活动二：深化理解——表示方法与一般规律问题讨论：化合价的表示方法有什么特点？答案：化合价标在元素符号正上方，正负号在前、数字在后。当化合价的数值为“1”时，不可省略。问题思考：化合物中正负化合价的代数和有什么规律？答案：化合物中正负化合价代数和为0。问题计算1：根据化合价正负代数和为0的规律，计算下面化学式中另一种元素的化合价：答案：+2，+4；+2，+3。问题计算2：计算NH4NO3中氮元素的化合价。答案：铵根中的氮元素为-3价，硝酸根中的氮元素为+5价。问题讨论：对比分析化合价的标法和离子符号的书写的异同。答案：相同点：①数值相等；②正、负号相同。不同点：①书写位置不同，化合价标在元素符号正上方，离子符号中的电荷数和电性标在元素符号右上角；②正负号与数值的书写顺序不同，化合价中正负号在前、数值在后，离子符号中数值在前、正负号在后；③数值为“1”时，是否省略不同，化合价中不可省略，离子符号中省略不写。典例：下列化学用语表达正确的是（）A.2个氢分子：2H2B.氧气中氧元素化合价：2C.氢氧化钡的化学式：BaOH2D.2个钙离子：2Ca+2答案：A。A选项，氢分子化学式为H2，表示多个分子在其前加数字，“2H2”可表示2个氢分子，表达正确；B选项，氧气是单质，单质中元素化合价为0，错误；C选项，氢氧化钡中钡元素为+2价，氢氧根为-1价，根据化合物中正负化合价代数和为0，其化学式应为Ba(OH)2，错误；D选项，离子表示方法是在元素符号右上角标电荷数，数字在前、正负号在后，2个钙离子应表示为2Ca2+，错误。综上，答案选A。三、化合价的应用活动一：根据化学式求化合价问题讨论：在利用高锰酸钾制取氧气的反应中，有三种含锰元素的物质：KMnO4(高锰酸钾)、K2MnO4(锰酸钾)和MnO2(二氧化锰)。尝试说出这三种物质中锰元素的化合价。答案：KMnO4中Mn为+7价，K2MnO4中Mn为+6价，MnO2中Mn为+4价。活动二：根据化合价书写化学式问题练习：尝试写出氯化钠、氧化镁的化学式。答案：NaCl、MgO。典例：酒精检测仪中装有重铬酸钾(K2Cr2O7)，该化合中铬元素(Cr)的化合价为（）A.+6B.+5C.+4D.+2答案：A。在重铬酸钾(K2Cr2O7)中，钾元素通常显+1价，氧元素通常显-2价。设铬元素化合价为x，则可列方程：(+1)×2+2x+(-2)×7=0，化简得2+2x-14=0，解得x=+6。因此，重铬酸钾中铬元素的化合价为+6价，答案选A。四、简单化合物的命名问题归纳：观察这些物质的名称（氯化钠、氧化镁、氢氧化钠、氯化铵；碳酸钠、硫酸镁、硝酸铵），总结命名规律。答案：无酸根的读“某化某”；有酸根的读“某酸某”；从右向左读。问题思考：FeCl2、FeCl3，这两种物质怎么命名？为什么？答案：FeCl2读氯化亚铁，FeCl3读氯化铁，因为Fe的化合价不同。典例：写出下列物质的化学式或读出化学式的名称。溴化钠、氯化钙、氧化铝、二氧化氮、氢氧化钠、硝酸钙、CaCO3、MgCl2、CuO、Na2SO4、AgNO3、Fe(OH)2答案：NaBr、CaCl2、Al2O3、NO2、NaOH、Ca(NO3)2、碳酸钙、氯化镁、氧化铜、硫酸钠、硝酸银、氢氧化亚铁1.《黄帝九鼎神丹经诀》中记载了“炼石胆取精华法”制取硫酸（H2SO4）。硫酸中硫元素的化合价为（）A．＋6B．＋4C．－2D．0【答案】A【解析】在硫酸（H₂SO₄）中，氢元素通常显+1价，氧元素通常显-2价。设硫元素的化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，可列方程：（+1）×2+x+（-2）×4=0，解得x=+6，故硫酸中硫元素的化合价为+6价。2.下列物质的化学式书写正确的是（）A．硫酸钾：KSO4B．氢氧化钠：Na(OH)C．碳酸镁：Mg2(CO3)2D．硝酸铁：Fe(NO3)3【答案】A【解析】硫酸钾中钾元素显+1价，硫酸根显-2价，根据化合价代数和为0，化学式应为K₂SO₄，A错误；氢氧化钠中钠元素显+1价，氢氧根显-1价，氢氧根个数为1时无需加括号，化学式应为NaOH，B错误；碳酸镁中镁元素显+2价，碳酸根显-2价，原子个数比为1:1，化学式应为MgCO₃，C错误；硝酸铁中铁元素显+3价，硝酸根显-1价，化学式为Fe(NO₃)₃，D正确。3.下列化学式对应的物质名称正确的是（）A．H2SO4硫酸氢B．Mg(OH)2氢氧镁C．FeO氧化亚铁D．(NH4)2CO3碳酸氨【答案】A【解析】H₂SO₄含有硫酸根，根据命名规则应读作硫酸，“硫酸氢”表述错误，A错误；Mg(OH)₂是含氢氧根的化合物，命名时从右向左读，应读作氢氧化镁，“氢氧镁”表述错误，B错误；FeO中Fe显+2价，根据规则低价态铁读作“亚铁”，故读作氧化亚铁，C正确；(NH₄)₂CO₃中含铵根，正确名称为碳酸铵，“碳酸氨”中“氨”字错误，D错误。4.地壳中含量最多的金属元素和非金属元素组成化合物的化学式是（）A.SiO2 B.Al2O3 C.AlCl3D.Fe2O3【答案】D【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝元素（Al），含量最多的非金属元素是氧元素（O）。铝元素显+3价，氧元素显-2价，根据化合物中正负化合价代数和为0，二者组成化合物的化学式为Al₂O₃，故答案选B。化合价1.定义：体现化合物中组成元素原子个数比关系的数值，源于化合物固定组成的特性。2.常见化合价：元素：一价氯氢钾钠银，二价氧钙钡镁锌，三铝四硅五价磷，二三铁、二四碳、二四六硫都齐全，铜汞二价最常见，单质化合价为0。原子团：负一氢氧硝酸根，负二碳酸硫酸根，正一价的是铵根（氢氧根OH-1、碳酸根CO32-）等3.表示方法：标在元素符号或原子团正上方，正、负号在前，数字在后（“1”不可省略）4.关键规律：化合物中正负化合价代数和为0；原子团中各元素化合价之和等于该原子团化合价；同种元素在不同物质中可显不同价态（如CO中C为+2价，CO₂中C为+4价）。化合价的应用1.推断未知元素化合价：依据“化合物中正负化合价代数和为0”，设未知元素化合价为x，列方程求解。例如：K2Cr2O7中，(+1)×2+2x+(-2)×7=0，解得Cr为+6价。2.书写化合物化学式（十字交叉法）：正价元素写左，负价元素（或原子团）写右，标出化合价。交叉化合价绝对值为原子个数（原子团个数不为1时加括号）。检查：各元素化合价代数和为0。例如：氧化铝（Al为+3价，O为-2价）→

Al2O3。简单化合物的命名1.无酸根（两种元素组成）：从右向左读，中间加“化”字，如NaCl读作氯化钠；可变价元素低价态加“亚”，如FeCl₂读作氯化亚铁。2.有酸根（含原子团）：读“某酸某”，不读出原子团个数，如Na2CO3读作碳酸钠，Ca(OH)2读作氢氧化钙。考点1常用化合价规律1．下列关于化合价的说法中，错误的是（）A．在化合物中，各元素化合价的代数和为零B．在单质中，元素的化合价为零C．金属元素在化合物中通常显正价D．非金属元素在化合物中一定显负价【答案】D【解析】A.在化合物中，各元素化合价的代数和为零。如水（H2O）中氢为+1价、氧为-2价，化合价代数和为：(+1)×2+(-2)=0，选项A正确；B.元素的化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质，因此在单质中，元素的化合价为零，选项B正确；C.金属元素与非金属元素化合时，金属元素的原子一般失去电子带正电，显正价，非金属元素的原子一般得到电子带负电，显负价，因此金属元素在化合物中通常显正价，如氯化钠（NaCl）中钠为+1价，选项C正确；D.非金属元素在化合物中不一定显负价，有时显正价。如二氧化碳（CO2）中，碳是非金属元素，显+4价（氧为-2价），选项D不正确。故选D。2．按要求用化学用语回答下列问题。（1）氩气。（2）三个亚铁离子。（3）标出氧气中氧元素的化合价。【答案】（1）Ar（2）（3）【解析】（1）氩气由氩原子直接构成，其化学式用元素符号表示，即Ar；（2）离子的表示方法：在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个单位电荷时，1要省略，表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字，故三个亚铁离子表示为；（3）单质中元素的化合价为0价，氧气属于单质，则氧气中氧元素的化合价为0价，化合价的表示方法：确定出化学式中该元素的化合价，然后在该元素的正上方用数字和正负符号表示，正负符号在前，数字在后，数值为1时不能省略，故氧气中氧元素的化合价为0价表示为。3．下列化学用语及其表述中，正确的是（）A．水中氢元素的化合价： B．氧化镁：C．铝元素：Cl D．3个氨气分子：【答案】D【解析】A、水中氢元素的化合价为+1价，表示为，不符合题意。B、氧化镁中镁元素为+2价，氧元素为－2价，由化合物化学式书写遵循化合价代数和为0原则可知，氧化镁化学式为MgO，不符合题意。C、铝元素的符号是Al，不符合题意。D、氨气的化学式为NH3，由分子构成的物质，化学式可表示该物质1个分子，则3个氨气分子表示为3NH3，符合题意。故选D。考点2化合价代数和的计算与应用4．氧化镍(NiO)在玻璃工业中用于制造有色玻璃。氧化镍中镍元素(Ni)的化合价为（）A． B． C． D．【答案】B【解析】NiO中氧元素的化合价为-2，根据化合物中各元素化合价的代数和为0，镍元素的化合价为+2，故选B。5．下列学习中熟悉的物质其化学式书写正确的是（）A．氨气： B．氯化铁：C．高锰酸钾： D．氧化铝：【答案】D【解析】A.氨气是由氮元素和氢元素组成的化合物。氮的化合价通常为-3，氢为+1，根据化合价代数和为零的原则，化学式应为，化学式书写错误，不符合题意；B.氯化铁是铁元素和氯元素组成的化合物。铁在氯化铁中显+3价（三价铁），氯显-1价，化合价代数和为零的原则，化学式应为，化学式书写错误，不符合题意；C.高锰酸钾是钾、锰、氧元素组成的化合物。钾显+1价，锰在高锰酸钾中显+7价，氧显-2价，根据化合价代数和为零的原则，化学式应为，化学式书写错误，不符合题意；D.氧化铝是铝元素和氧元素组成的化合物。铝显+3价，氧显-2价，根据化合价代数和为零，化学式正确为，化学式书写正确，符合题意；故选：D。6．下列化合物中，氮元素化合价为-3的是（）A．NH3 B．N2O3 C．N2O5 D．NO【答案】A【解析】在化合物中，各元素化合价的代数和为零。A、中氢元素显+1价，则氮元素显-3价，符合题意；B、中氧元素显-2价，则氮元素的化合价为+3价，不符合题意；C、中氧元素显-2价，则氮元素的化合价为+5价，不符合题意；D、NO中氧元素显-2价，则氮元素的化合价为+2价，不符合题意。故选A。考点3常见元素、原子团的化合价7．下列物质化学式的书写正确的是（）A．氦气 B．氯化铁C．氢氧化镁 D．氧化铝【答案】D【解析】A、氦气属于稀有气体，由原子直接构成，化学式应为，而不是，A错误；B、氯化铁中铁元素的化合价通常为价，氯元素为价。根据化合价代数和为零的原则，化学式应为，选项中的是氯化亚铁（铁为价），B错误；C、氢氧化镁由镁离子（)和氢氧根离子（）构成。化学式应为。C错误；D、氧化铝中铝元素化合价为价，氧元素为价，根据化合价书写化学式的原则，正价在前负价在后，交叉约简，化学式为，D正确。故选