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第09讲 化合价、原子团、式量、摩尔质量-2023-2024学年新九年级化学暑假同步课(上海沪教版)
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第09讲 化合价、原子团、式量、摩尔质量
一、化学式
1.化学式的定义: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。
2.化学式的意义:
分类
意义
实例 (以H2O为例)
宏观
①表示一种物质
水
②表示该物质的元素组成
水是由氢、氧两种元素组成的
微观
③表示物质的一个分子
一个水分子
④表示物质的分子构成
一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的
⑤表示组成物质的各种元素的原子个数比
水分子中H、O原子的个数比为2:1
3.单质化学式的写法:
(1)金属、稀有气体及固态非金属单质,通常用元素符号表示它们的化学式。例如:铁(Fe)、汞(Hg)、氦气(He)、碳(C)、硫(S)、磷(P)等。
(2)常见气体非金属单质的分子由两个原子构成,在元素符号右下角加数字“2”表示它们的化学式,例如:氧气(O2)、氢气(H2)、氮气(N2)、氯气(Cl2)等。
4.化合物化学式的书写:
类型
写法
读法
举例
两原子化合型
① 氧化物:氧元素在右边,其他元素在左边
② 金属元素与非金属元素组成的化合物:金属在左,非金属在右
① 从后往前读作“某化某”
② 读出每种元素的原子个数,个数为1,一般不读
MgO氧化镁
P2O5 五氧化二磷
NaCl氯化钠
MgCl2氯化镁
多原子化合型
原子团一般在右边,其他元素在左边
① 以原子团命名
② 以中心原子命名
NaOH氢氧化钠
H2SO4硫酸
Na2CO3碳酸钠
【要点】
1.纯净物的组成是固定不变的,只有纯净物才有化学式(混合物没有固定的组成,因此没有化学式),且一个化学式只表示一种纯净物。
2.化学式右下角的数字为整数,原子个数为“1”时一般不写出。化学式中数字的含义(以水为例):
二、化合价
元素的化合价是元素的原子之间形成化合物时表现出来的一种性质,用来表示原子之间相互化合的数目。
1.化合价的表示方法:通常在元素符号或原子团(作为整体参加反应的原子集团)的正上方用+n或—n表示。
2.化合价的一般规律:
(1)在化合物中氢元素通常显+1价;氧元素通常显-2价;在氧化物中氧元素显-2价,其他元素显正价;金属元素与非金属元素化合时,金属元素显正价,非金属元素显负价。
(2)某些元素在不同的物质中可显不同的化合价。例如:
(3)在同一物质里,同一元素也可显不同的化合价。例如:
(4)在单质分子里,元素的化合价为零。
(5)化合物中各元素的化合价代数和为零。
3.常见元素及原子团的化合价:
+1价
K、Na、Ag、H、NH4
-1价
F、Cl、I、OH、NO3
+2价
Ca、Mg、Ba、Zn、Cu
-2价
O、S、SO4、CO3
原子团的化合价
4.化合价与离子符号比较:
化合价
离子
表示方法
用+1,+2,-1,-2……表示,标在元素符号正上方(“1”不能省略)
用+,2+,-,2-……表示,标在元素符号右上角(“1”省略)
实例
K+ Mg2+ S2-
联系
同种元素(或原子团)的化合价和离子的电荷,通常数值相等,位置不同,正负号写法不同
5.化合价的应用:
(1)根据化合价求化合物的化学式
依据化合物中各种元素的正负化合价的代数和为零,确定化合物中各元素的原子个数。常用的是最小公倍数法。如写氧化铝的化学式:
① 按“正价左、负价右”的原则,先写出组成化合物的元素的元素符号:AlO;
② 标出每种元素的化合价:Al(+3);
③ 求出两种元素化合价的最小公倍数:6;
用最小公倍数除以每种元素化合价的绝对值,即得该元素的原子个数:6÷3==2,6÷2==3;
④ 将所得原子个数写在相应元素符号的右下角,即得该化合物的化学式:Al2O3。
(2)根据化学式求元素的化合价
化合物中正负化合价的代数和为零是解答此类问题的基础,一般是跟据无多价元素的化合价求有多价元素的化合价。例如计算KClO3中氯元素的化合价,方法为:设氯元素的化合价为X,依据K、O在化合物中分别为+1价和-2价,各元素正负价的代数和为零列出代数式:(+1)+X+(-2) ×3==0 解得X==+5,所以KClO3中氯元素显+5价。
【要点】
1.化合价口诀:一价氢氯钾钠银,二价氧钙钡镁锌,三铝四硅五氮磷,二、三铁,二、四碳,二四六硫都齐全,铜汞二价最常见,莫忘单质零价现。
2.十字交叉法确定化学式的口诀:一排顺序二标价,()
绝对价数来交叉,(Mg2O2)
偶数脚吗要化简,(MgO)
写好式子要检查。
三、化学式的计算
1.式量(相对分子质量):化学式中各原子的相对原子质量的总和就是式量(相对分子质量)。
2.化合物中的原子个数之比:在化学式中,元素符号右下角的数字就是表示该元素原子的个数,因此这些数字的比值就是化合物中的原子个数之比。
3.物质组成中各元素的质量比:即各元素的相对原子质量总和的比。
4.化合物中某元素的质量分数==
5.一定质量的物质中某元素的质量==物质的质量×该元素在物质中的质量分数。
【要点】
基本计算类型(以Fe2O3为例):
计算物质的相对分子质量
Fe2O3的相对分子质量==56×2+16×3==160
计算组成物质的各元素质量比
Fe2O3中各元素的质量比是:铁元素:氧元素==(56×2):(16×3)==7:3
计算物质中某元素的质量分数
Fe2O3中Fe的质量分数==【56×2/(56×2+16×3)】×100%
==(112/160)×100%==70%
计算一定量化合物中某元素的质量
例:50吨Fe2O3 中含铁元素多少吨?
解:【50吨×56×2/(56×2+16×3)】×100%==50吨×70%==35吨(答略)
四、物质的量定义:物质所含分子或原子的数目很大,一个个来表示非常不方便,通常采用集合的形式来表示,这一集合形式称为物质的量。
1、“物质的量”是一个物理量的全称,是一个专有名词;物 质的量不能当成物质的数量或质量来理解。
2、摩尔只能描述原子、分子、离子、质子、中子和电子等微观粒子,不能描述宏观物质。
五、摩尔质量:
1mol物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量
符号:M 常用单位:g/mol 、kg/mol
一、单选题
1.氮化镓(GaN)中Ga显+3价,则N的化合价为
A.-3 B.-1 C.+1 D.+3
【答案】A
【详解】根据化合物整体化合为0得,+3+(N)=0,故N的化合价为-3,故选A。
2.高铁酸钾[K2FeO4]能溶于水,是高效、多功能水处理剂。K2FeO4中铁元素的化合价为
A.-1 B.+2 C.+3 D.+6
【答案】D
【详解】在高铁酸钾[K2FeO4]中,钾元素显+1价,氧元素显-2价,设:铁元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)×2+x+(-2)×4=0,则x=+6价。故选D。
3.不含原子团的物质是
A.KCl B.NaOH C.NH4NO3 D.CuSO4
【答案】A
【详解】解:A、氯化钾中只含有钾元素和氯元素,不含原子团,故选项正确。
B、NaOH中含有氢氧根,故选项错误。
C、NH4NO3中含有铵根和硝酸根,故选项错误。
D、CuSO4中含有硫酸根,故选项错误。
故选A。
4.含有两种原子团的物质是
A.KOH B.NH4Cl C.NaNO3 D.(NH4)2SO4
【答案】D
【详解】A、氢氧化钾由钾离子和氢氧根离子构成,含有一种原子团氢氧根,不符合题意;
B、氯化铵由铵根离子和氯离子构成,含有一种原子团铵根,不符合题意;
C、硝酸钠由钠离子和硝酸根离子构成,含有一种原子团硝酸根,不符合题意;
D、硫酸铵由铵根离子和硫酸根离子构成,含有两种原子团铵根和硫酸根,符合题意。
故选D。
5.为解决物质所含微粒数目大,不方便计量的问题,科学上引入的概念是
A.相对原子质量 B.物质的量 C.相对分子质量 D.摩尔质量
【答案】B
【详解】科学上为解决物质所含微粒数目大,不方便计量的问题引入的概念是物质的量,故选B。
6.关于过氧化氢(H2O2)的说法正确的是
A.过氧化氢由氢分子和氧分子构成的 B.过氧化氢由氢原子和氧原子构成的
C.过氧化氢的摩尔质量是34 D.过氧化氢中氢、氧原子物质的量比为1:1
【答案】D
【详解】A、过氧化氢是由过氧化氢分子构成的,不含氢分子和氧分子,故A错误;
B、过氧化氢分子是由过氧化氢分子构成的,不是由原子直接构成的,过氧化氢分子由氢原子和氧原子构成的,故B错误;
C、过氧化氢的摩尔质量是34g/mol,故C错误;
D、过氧化氢中氢、氧原子物质的量比为2:2=1:1,故D正确;
故选D。
7.关于阿司匹林(化学式为 C9H8O4)的说法正确的是
A.摩尔质量为 180 B.氧元素的质量分数最小
C.碳、氢元素质量比为 9∶8 D.0.1mol 该物质约含有 6.02×1022 个分子
【答案】D
【详解】A. 阿司匹林的摩尔质量为180g/mol,此选项错误;
B. C9H8O4中C元素质量分数为:,H元素质量分数为:,O元素质量分数为:,则三种元素的质量分数最小的是氢元素,此选项错误;
C. 碳、氢元素质量比为 (12×9):(1×8)=27:2,此选项错误;
D. 0.1mol 该物质约含有0.1mol× 6.02×1023个/ mol = 6.02×1022个分子,此选项正确。
故选D。
8.下列关于H2O2的说法正确的是
A.1molH2O2含有1molH2和1molO2
B.1molH2O2的质量就是H2O2的式量
C.1molH2O2含有4mol原子
D.1molH2O2约含6.02×1023个H2O2原子
【答案】C
【详解】A、H2O2是由氢元素和氧元素组成的,故说法错误;
B、1molH2O2的质量是1mol×34g/mol,H2O2的式量=16×2+1×2=34,故说法错误;
C、1个H2O2个分子含有4个原子,故1molH2O2含有4mol原子,故说法正确;
D、H2O2是由H2O2分子构成的,则1molH2O2约含6.02×1023个H2O2分子,故说法错误。
故选C。
9.质量为 6.4g的某气体M,其中含有 6.02×1022个分子,则 M 的式量为
A.64 B.32 C.96 D.16
【答案】A
【详解】由n=得,n==0.1moL,又由n=得,M===64g moL-1,故选A。
10.O2与O3相等的是
A.1g气体所含的原子数
B.1mol气体的质量
C.1g气体所含的分子数
D.1个分子的质量
【答案】A
【详解】A、两种气体分子都是由氧原子构成,1gO2与O3气体所含的原子数相等,故A正确;
B、O2的摩尔质量等于32g/mol,O3的摩尔质量等于48g/mol,1mol O2质量等于32g,1mol O2质量等于48g,故B错误;
C、O2与O3的摩尔质量不同,1g气体所含的分子数也不同,氧气含的分子数多,故C错误;
D、1个O2分子中有2个氧原子,1个O3分子中有3个氧原子,两种分子含氧原子个数不同,1个分子的质量不同,故D错误。
故选A。
11.说法正确的是
A.摩尔是基本物理量 B.摩尔质量就是指1mol物质的质量
C.物质的量就是微粒的数量 D.1mol任何物质含6.02×1023个微粒
【答案】B
【详解】A、摩尔是物质的量的单位,不是基本物理量,故选项错误;
B、摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,摩尔质量就是指1mol物质的质量,故选项正确;
C、物质的量表示物质所含微粒数(N)(如:分子,原子等)与阿伏加德罗常数(NA)之比,表示的不是数量的多少,故选项错误;
D、1mol任何物质中所含有的粒子数约为6.02×1023,故选项错误。
故选B。
12.有关物质的量的说法中错误的是
A.物质的量是表示一定数目微粒的集合体 B.1mol不同物质所含的微粒数是相同的
C.水的摩尔质量为18g D.摩尔质量在数值上等于该物质的式量
【答案】C
【详解】A、物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体,符号为n,单位mol,故A选项正确;
B、1mol不同物质所含的微粒数是相同的,都是6.02×10²³个,故B选项正确;
C、摩尔质量单位为g/mol,水的摩尔质量是18g/mol,不是18g,故C选项错误;
D、摩尔质量在数值上等于该物质的式量,故D选项正确;
故选C。
13.关于物质的量描述错误的是
A.表示一定数目微粒的集合体 B.国际单位制7个基本物理量之一
C.1mol物质的质量就是该物质的式量 D.1mol物质约含6.02×1023个微粒
【答案】C
【详解】A 、物质的量表示一定数目微粒的集合体,描述无误,故A正确;
B、国际单位制7个基本物理量包括质量、长度、时间、电流强度、发光强度、温度、物质的量,物质的量是其中之一,故B正确;
C、1mol物质的质量单位为“g”,物质的式量表述的是相对分子质量或相对原子质量,单位为“1”,二者意义不同,只是在数值上大小相等,故C错误;
D、1mol物质约含6.02×1023个微粒,描述无误,故D正确;
故选C。
14.含氧元素质量相同的H2O2和H2O具有相同的
A.氢元素质量
B.分子个数
C.氧原子个数
D.质量
【答案】C
【详解】根据题目信息可知氧元素质量相等,而氧的相对原子质量是一定的,所以过氧化氢和水中含有氧元素的物质的量则相等,物质的量相等,则说明氧原子的个数相等,故选C。
15.有关叙述错误的是
A.1molH2和1molO2所含的原子个数一样多
B.CO和N2的式量相等
C.1molH2O2中含有1mol氧分子
D.H2O的摩尔质量为18g/mol
【答案】C
【详解】A、1molH2中含有2mol的氢原子,1molO2中含有2mol的氧原子,所以1molH2和1molO2所含的原子个数一样多,选项正确;
B、CO的式量=12+16=28,N2的式量14×2=28,所以CO和N2的式量相等,选项正确;
C、H2O2是由分子构成的,其分子是由氢原子和氧原子构成的,H2O2中没有氧分子,选项错误;
D、物质的摩尔质量的数值等于其化学式量的数值,水的化学式量为18,所以H2O的摩尔质量为18g/mol,选项正确,故选C。
16.我国科学家揭示了载脂蛋白ApoE对神经元的胆固醇(C27H46O)代谢进行重编程的机制,同时也揭示了ApoE4载脂蛋白导致阿尔茨海默病的全新机制。下列有关胆固醇的说法正确的是
A.胆固醇的相对分子质量为386g B.胆固醇中碳、氢元素的质量比为27∶46
C.1个胆固醇分子中含有74个原子 D.胆固醇中氢元素的质量分数最小
【答案】C
【详解】A. 相对分子质量是一个比值,单位是“1”,此选项错误;
B. 胆固醇中碳、氢元素的质量比为:(12×27):(1×46)=162∶23,此选项错误;
C. 1个胆固醇分子中含有27+46+1=74个原子,此选项正确;
D. 胆固醇中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为:(12×27):(1×46):16=162∶23:8,所以氧元素的质量分数最小,此选项错误。
故选C。
17.乳酸(化学式为C3H6O3)可作饮料中的酸味剂。有关“乳酸”说法正确的是
A.氢元素的质量分数最大
B.碳、氢、氧元素质量比为1:2:1
C.乳酸由碳原子、氢原子、氧原子构成
D.式量计算式为(12×3+1×6+16×3)
【答案】D
【详解】A、乳酸中碳、氢、氧元素的质量比为(12×3):(1×6):(16×3)=6:1:8,乳酸中氧元素的质量分数最大,故选项说法错误;
B、乳酸中碳、氢、氧元素的质量比为6:1:8,故选项说法错误;
C、乳酸由乳酸分子构成,一个乳酸分子由3个碳原子、6个氢原子、3个氧原子构成,故选项说法错误;
D、乳酸式量计算式为(12×3+1×6+16×3),故选项说法正确。
故选:D。
18.碳酸乙烯酯(C3H4O3)是一种性能优良的有机溶剂,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)g
B.碳酸乙烯酯中C、H、O三种元素的质量比为12:1:16
C.碳酸乙烯酯中C、H、O三种原子的个数比为3:4:3
D.碳酸乙烯酯中氧元素的质量分数=16/(12+1+16)
【答案】C
【详解】A、相对分子质量单位是“1”,不是“g”,常常省略不写,故选项说法错误。
B、碳酸乙烯酯中碳、氢、氧元素的质量比为(12×3):(1×4):(16×3)=9:1:12,故选项说法错误。
C、碳酸乙烯酯中C、H、O三种原子的个数比为3:4:3,故选项说法正确。
D、碳酸乙烯酯中氧元素的质量分数为,故选项说法错误。
故选C。
19.食醋是厨房中常用的调味品,它的主要成分是乙酸,乙酸分子的模型如图所示,其中代表一个碳原子, 代表一个氢原子,代表一个氧原子。下列说法正确的是( )
A.乙酸化学式为 B.2个碳、4个氢、2个氧的原子组成乙酸
C.乙酸的摩尔质量是 D.乙酸是一种氧化物
【答案】A
【详解】A、由乙酸的分子的模型图,1个乙酸分子是由2个碳原子、4个氢原子和2个氧原子构成的,其化学式为:C2H4O2.选项说法正确;
B、物质是由元素组成的,乙酸是由碳元素、氢元素、氧元素组成的,选项说法错误;
C、摩尔质量的单位是“g/mol”而不是“g”,选项说法错误;
D、氧化物是由两种元素组成的化合物,而乙酸中含有三种元素,不属于氧化物,选项说法错误。
故选A。
二、多选题
20.等物质的量的O2和SO2,具有相同的
A.质量 B.分子个数 C.氧分子个数 D.氧原子个数
【答案】BD
【详解】A、O2和SO2的摩尔质量分别是32g/mol、64g/mol,则等物质的量的O2和SO2的质量不相等,故选项错误。
B、1mo1任何物质都含有阿伏加德罗常数个粒子,约为6.02x1023个,则等物质的量的O2和SO2,具有相同的分子个数,故选项说法正确。
C、二氧化硫是由二氧化硫分子构成的,不含氧分子,故选项说法错误;
D、根据1个氧分子、1个二氧化硫分子中均含有2个氧原子,则等物质的量的O2和SO2,具有相同的氧原子,故选项说法正确。
故选:BD。
21.某物质含两种元素,有关该物质说法一定正确的是
A.可能是氧化物 B.两种元素均以化合态存在
C.可能是混合物 D.两种元素化合价的代数和为零
【答案】AC
【详解】A. 氧化物是由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧元素。该物质含两种元素,该物质可能是氧化物,此选项正确;
B. 在单质中元素以游离态存在,在化合物中,元素以化合态存在。该物质可能是单质,也可能是化合物,所以两种元素可能以游离态存在,也可能以化合态存在,此选项错误;
C. 该物质可能是混合物,此选项正确;
D. 单质中元素的化合价为0,化合物中各种元素化合价的代数和为零,所以两种元素如果以化合态存在时,两种元素化合价的代数和为零,此选项错误。
故选AC。
22.以下说法正确的是
A.在化合物中金属元素一定呈正价,非金属元素一定呈负价
B.单质中元素化合价都为零价
C.同一化合物中同一元素化合价只能为一种
D.同一元素在不同化合物中可能有不一样的化合价
【答案】BD
【详解】A、在化合物中金属元素一定呈正价,非金属元素不一定呈负价,如二氧化碳中碳元素显+4价,选项说法不正确;
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,所以单质中元素化合价都为零价,选项说法正确;
C、同一化合物中同一元素化合价可能不同,如硝酸铵中氮元素化合价为-3价和+5价,选项说法不正确;
D、同一元素在不同化合物中可能有不一样的化合价,如一氧化碳、二氧化碳中碳元素的化合价分别为+2价、+4价,选项说法正确。
故选BD。
23.关于摩尔质量说法正确的是
A.水的摩尔质量是18g
B.任何物质的摩尔质量都等于它的式量
C.一个氢原子的质量是ag,则该氢原子的摩尔质量是a×6.02×1023g/mol
D.氧气的式量、1mol氧气的质量、氧气的摩尔质量在数值上都是相等的
【答案】CD
【详解】A、1mol水的质量是18g,因此水的摩尔质量是18g/mol,故选项A说法错误;
B、摩尔质量以g/mol为单位,数值上等于它的相对分子质量或相对原子质量,但它们单位不同,故选项B说法错误;
C、一个氢原子的质量是ag,则该氢原子的摩尔质量是a×6.02×1023g/mol,故选项C说法正确;
D、氧气的式量、1mol氧气的质量、氧气的摩尔质量在数值上都是相等的,都是18,故选项D说法正确;
故选:CD。
24.硫元素化合价相同的一组物质是
①H2S ②SO2 ③SO3 ④CaS ⑤H2SO4
A.①③ B.①④ C.②④ D.③⑤
【答案】BD
【详解】①H2S中,氢元素的化合价为+1价,设硫元素的化合价为x,根据“化合物中各元素化合价代数和为零”可知,(+1)×2+x=0,解得x=-2;
②SO2中,氧元素的化合价为-2价,设硫元素的化合价为y,则y+(-2)×2=0,解得y=+4;
③SO3中,氧元素的化合价为-2价,设硫元素的化合价为z,则z+(-2)×3=0,解得z=+6;
④CaS中,钙元素的化合价为+2价,则硫元素的化合价为-2价;
⑤H2SO4中,氢元素的化合价为+1价、氧元素的化合价为-2价,设硫元素的化合价为a,则(+1)×2+a+(-2)×4=0,解得a=+6。
则硫元素化合价相同的一组物质是①④、③⑤,故选BD。
三、填空题
25.尿素是一种重要的氮肥,其化学式为CO(NH2)2,尿素中含有____________种元素,所含氮元素与氢元素的原子个数比为____________,尿素的摩尔质量是____________,尿素中含氮元素的质量分数为____________。0.5mol尿素中约含氧原子____________个。
【答案】 4 1:2 60g/mol 46.7% 3.01×1023
【详解】尿素的化学式为CO(NH2)2,尿素中含有碳、氧、氮、氢共4种元素,所含氮元素与氢元素的原子个数比为,尿素的相对分子质量为,则尿素的摩尔质量是60g/mol,尿素中含氮元素的质量分数为,0.5mol尿素中约含氧原子的个数为个。
26.化学助力人体健康。
药物布洛芬(其化学式C13H18O2)具有镇痛、退烧、抗炎的作用,是家庭常备药物之一。
(1)布洛芬由 ______ 种元素组成,该物质中碳、氢、氧原子的个数比为 _________。
(2)布洛芬的摩尔质量为_________ g/mol。0.1mol 布洛芬约含 ________ 个布洛芬分子。
(3)含有 1.204×1024个氧原子的布洛芬的物质的量为 ______ mol。
【答案】(1) 3/三 13:18:2
(2) 206 6.02×1022
(3)2
【详解】(1)由化学式可知,布洛芬(其化学式C13H18O2)由碳、氢、氧三种元素组成;
1个布洛芬分子中含有13个碳原子、18个氢原子和2个氧原子,则布洛芬分子中碳、氢、氧原子的个数比为 13:18:2。
(2)布洛芬的相对分子质量为12×13+1×18+16×2=206,则布洛芬的摩尔质量为206g/mol;
0.1mol 布洛芬约含0.1mol×6.02×1023=6.02×1022。
(3)含有 1.204×1024 个氧原子的布洛芬的物质的量为。
27.化学源于生活,生活中蕴含着许多化学知识,完成填空:
(1)空气中供给呼吸的气体是___________(写化学式)。
(2)二氧化硅(SiO2)是玻璃的主要成分,其中硅元素的化合价为___________。
(3)从微观角度解释:水银温度计,温度升高液柱上升的原因是___________。
(4)尿素是常见的化肥,其化学式为CO(NH2)2,其摩尔质量为___________,其中碳、氧原子个数比为___________,0.5mol尿素中含___________个氮原子。
【答案】(1)O2
(2)+4/正四价
(3)温度升高,汞原子间隔增大
(4) 60g/mol 1:1 6.02×1023
【解析】(1)
氧气能供给呼吸,所以空气中供给呼吸的气体是氧气,其化学式为O2;
(2)
二氧化硅(SiO2)中,氧元素显-2价,由化合物中各元素正负化合价的代数和为零原则可知,其中硅元素显+4价;
(3)
水银是金属汞的俗称,汞是由汞原子构成的,温度升高,汞原子间隔变大,因此水银温度计,温度升高液柱上升;
(4)
尿素的相对分子质量为12+16+(14+1×2)×2=60,则尿素的摩尔质量为60g/mol,CO(NH2)2中碳、氧原子个数比为1:1,1个尿素分子中含有2个氮原子,则0. 5mol尿素中含1mol氮原子,氮原子个数约为6. 02×1023。
28.2022年诺贝尔化学奖由三位科学家共同获得,以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献,用容易和简单的方法处理问题,提升药物的靶向性。例如:阿司匹林可以缓解轻度或中度疼痛,化学式为C9H8O4:
(1)阿司匹林中C、H、O元素原子个数比为________,阿司匹林的摩尔质量为_______,其中元素的质量分数最小的是________元素,
(2)0.25mol阿司匹林分子中约含有_____个氧原子。
(3)酒精(C2H6O)的元素组成和阿司匹林(C9H8O4)完全相同,但这两种物质的性质不同,其原因是___。
【答案】(1) 9:8:4 180g/mol 氢
(2)6.02×1023
(3)分子构成不同
【详解】(1)由化学式C9H8O4可知,阿司匹林中C、H、O元素原子个数比为9:8:4;阿司匹林的摩尔质量为(12×9+1×8+16×4) g/mol = 180g/mol;阿司匹林中C、H、O元素的质量比为(12×9):(1×8):(16×4)=27:2:16,故元素的质量分数最小的是氢元素。
(2)由化学式可知,每个C9H8O4分子中含有4个氧原子,所以0.25mol 阿司匹林分子中含有氧原子个数为: 0.25×4×6.02×1023=6.02×1023。
(3)分子是保持物质化学性质的最小微粒,酒精的元素组成和阿司匹林完全相同,但这两种物质的性质不同,其原因是分子构成不同。
29.高铁酸钾(K2FeO4)是有紫色光泽的细微结晶粉末,氧化性很强,是一种集氧化、吸附、凝聚、灭菌、灭藻的新型高效的多功能水处理剂。干燥的高铁酸钾在 198°C 以下是稳定的,受热易分解为氧化铁、金属氧化物和氧气。根据上述信息,请回答:
(1)写出高铁酸钾的物理性质、化学性质各一条:______、_____;
(2)高铁酸钾(K2FeO4)中钾元素与氧元素的原子个数之比_______;铁元素的化合价为________;物质中元素质量分数最高的是______元素;该物质的摩尔质量________;0.1mol 的高铁酸钾中约含有_______个铁原子。
【答案】(1) 紫色(或结晶粉末) 氧化性(或受热易分解)
(2) 1:2 +6 钾/ 198g/mol 6.02×1022
【详解】(1)物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,具体包括物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、导电性、延展性、挥发性、吸附性、溶解性等,高铁酸钾是有紫色光泽的细微结晶粉末,属于高铁酸钾的物理性质;化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质,具体包括物质的可燃性、稳定性、氧化性、还原性、酸碱性、腐蚀性、毒性等,根据信息,高铁酸钾化学性质有氧化性、受热易分解。故填:紫色(或结晶粉末);氧化性(或受热易分解)。
(2)根据高铁酸钾化学式K2FeO4可知高铁酸钾中钾元素与氧元素的原子个数之比为:1:2。
设高铁酸钾中铁元素的化合价为x,根据化合物中各种元素化合价代数和为零,则有:(+1)×2+x+(-2)×4=0,得x=+6。
高铁酸钾中钾元素质量分数=,高铁酸钾中铁元素质量分数=,高铁酸钾中氧元素质量分数=,所以高铁酸钾中元素质量分数最高的是钾元素。
1mol 物质的质量叫做该物质的摩尔质量,它在数值上等于该物质的式量,高铁酸钾的式量=39×2+56+16×4=198,故该物质的摩尔质量为:198g/mol 。
0.1mol 的高铁酸钾中含有铁原子的物质的量是0.1mol ,所以0.1mol 的高铁酸钾中约含有0.1×6.02×1023个铁原子,即6.02×1022个。
30.人类离不开空气,从化学的角度认识空气。
(1)空气属于_______(选填“混合物”或“纯净物”)。拉瓦锡通过实验测定了空气的成分:约占空气体积分数4/5的气体是_______。实验中发生反应的化学方程式是2Hg + O22HgO,该反应属于_______反应(选填“化合”或“分解”);HgO中Hg的化合价为_______。
(2)高空中氧气(O2)和臭氧(O3)两种物质可发生转化:2O3 3O2,该变化属于_______ (填“物理”或“化学”)变化,0.2mol的O3中约含_______个氧原子,质量是_______g,它与_______mol O2的氧元素质量相等。
【答案】(1) 混合物 氮气/N2 化合 +2/+2价
(2) 化学 3.612×1023 9.6 0.3
【分析】(1)
空气是由氮气、氧气等混合而成,属于混合物;
拉瓦锡通过实验测定了空气的成分:约占空气体积分数4/5的气体是氮气;
该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
氧化汞中氧元素显-2价,设汞元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:x+(-2)=0,x=+2;
(2)
臭氧在紫外线的条件下转化为氧气,有新物质生成,属于化学变化;
0.2mol的O3中约含0.2mol×3×6.02×1023=3.612×1023个氧原子;
质量为:0.2mol×16g/mol×3=9.6g;
9.6g÷32g/mol=0.3mol氧气的氧元素的质量与0.2mol臭氧的氧元素的质量相等。
31.在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。甲、乙、丙、丁表示四种物质,它们的部分化学式和微观示意图分别列于下表:
物质
甲
乙
丙
丁
化学式
H2O
C
?
H2
微观示意图
?
(1)请写出丙物质的化学式___________,画出丁物质的微观示意图___________。
(2)能保持甲物质化学性质的微粒是___________(填“分子”或“原子”),四种物质中属于氧化物的有___________(填甲、乙、丙、丁)。
【答案】(1) CO
(2) 分子 甲、丙
【解析】(1)
根据丙的微观示意图可以看出,一个丙分子是由一个碳原子和一个氧原子构成的,丙物质为CO;一个丁分子是由两个氢原子构成的,丁物质的微观示意图为: ;
(2)
分子是保持物质化学性质的最小微粒,甲物质是由水分子构成的,故保持甲物质化学性质的微粒是分子;根据图示可知,甲、丙物质分别是H2O和CO,它们都是由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物,属于氧化物。
32.形象的微观示意图有助于我们认识物质的微观结构和理解化学反应。如果用表示碳原子,用表示氧原子,用表示氢原子,甲、乙、丙、丁四种物质的微观示意图如下表所示:
物质
甲
乙
丙
丁
化学式
?
H2
H2O
O2
微观示意图
?
①写出甲物质的化学式_______,画出丁的微观示意图_______。2O2表示的含义是_______。
②甲、乙、丙、丁四种物质都是由(填“分子”或“原子”)_______构成的,其中氧元素以化合态形式存在的物质有_______(填物质名称)。
③下图是某化学反应的微观示意图:
a.该反应中,参加反应的物质分子个数比是_______。
b.写出该反应的化学方程式_______。
c.根据上述示意图,你能得到与化学变化相关的哪些信息:_______(任写一条)。
④核糖是生命活动中不可缺少的物质,其化学式是C5H10O5,含_______种元素,其中碳元素和氧元素的质量比为________最简整数比),1mol核糖中所含的氢原子约为_______个,核糖的摩尔质量为_______。
【答案】 CO2 2个氧分子 分子 二氧化碳和水 2:1/1:2
在化学变化中分子可分、原子不可分,或化学反应前后,原子的种类和数目不变 三/3 3:4 6.02×1224 150g/mol
【详解】①由图可知,每个甲分子由1个碳原子和2个氧原子构成,故甲的化学式为:CO2;
每个氧分子由2个氧原子构成,故丁的微观示意图为: ;
化学式前面的数字表示分子个数,故2O2表示2个氧分子;
②甲为二氧化碳,二氧化碳由二氧化碳分子构成,乙为氢气,氢气由氢分子构成;丙为水,水由水分子构成;丁为氧气,氧气由氧分子构成,故甲、乙、丙、丁四种物质均由分子构成;
其中氧元素以化合态形式存在的物质有:二氧化碳和水;
③a、由图可知,该反应中,参加反应的物质分子个数比是2:1或1:2;
b、由图可知,该反应为一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
c、由图可知,在化学变化中,分子可分、原子不可分,且化学反应前后,原子的种类和数目不变;
④由化学式可知,核糖含C、H、O三种元素;
其中碳元素和氧元素的质量比是:(12×5):(16×5)=3:4;
1mol核糖中所含的氢原子约为1mol×10×6.02×1023=6.02×1024个;
核糖的摩尔质量为:12×5+10+16×5=150g/mol。