教(学)案-初三化学名师讲课--第四单元物质构成的奥秘（黄冈中学）|复习与检测|第三单元物质构成的奥秘|人教新课标|初中化学|中学化学资料网

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第4单元：物质构成的奥秘

学科

化学

编码

HX_13_01_004

内容简介

教学目标

作者

付军

日期

审定

日期

正文

说明

名师面授

黄冈中学

一、第四单元内容提要

1. 了解原子是由质子、中子和电子构成的。

2. 初步了解相对原子质量的概念，并会查相对原子质量表。

3. 进行世界的物质性、物质的可分性的辨证唯物主义观点教育

4. 了解元素的概念，将物质的宏观组成与微观结构认识统一起来。

5. 了解元素符号所表示的意义，学会元素符号的正确写法，逐步记住一些常见的元素符号。

6. 初步认识元素周期表，知道它是学习和研究化学的工具，能根据原子序数在元素周期表中找到指定元素和有关该元素的一些其他的信息。

7. 初步了解核外电子是分层排布的

8. 了解离子形成的过程，认识离子是构成物质的一种粒子

9. 了解化学式的涵义

10. 知道一些常见元素和根的化合价

11. 能用化学式表示某种物质的组成，并能利用化合价推求化学式

12. 了解相对分子质量的函义，并能运用相对原子质量和相对分子质量计算物质的组成

13. 能看懂商品标签或说明书上标示的物质成分和含量

二、重点难点内容讲解

（一）。原子

1. 原子的基本性质

（1）原子个体小、质量小；（2）原子在不断地运动；（3）原子之间有一定的间隔。

2. 原子结构

（1）在原子中：一个质子带一个单位的正电荷，一个电子带一个单位的负电荷，中子不带电。原子核所带电荷由质子提供，所以原子核所带正电荷的数目（简称为核电荷数）等于核内质子数。

（2）在原子中：原子核所带正电荷的总数（即核内质子数）和核外电子所带负电荷的总数相等，电量相等，电性相反，因而整个原子对外不显电性。可概括为：在原子中，核电荷数＝质子数＝核外电子数。

（3）原子中电子的质量很小，只有质子或中子质量的1/1836。故原子的质量主要集中在原子核上。原子核的体积很小，因此原子核的密度很大。

（4）每个原子只有一个原子核，核电荷数（核内质子数）的多少，决定了原子的种类，所以同一种类的原子中，其核内的质子数相同，不同种类的原子中，核内的质子数不同。

（5）原子核内的中子数不一定等于质子数，如铁原子中质子数为26，中子数为30；同一种类的原子中，因中子数的多少不同，就形成了同一种类原子中的不同原子，如质子数为6的碳原子中，有中子数为6、7、8三种不同碳原子。

并非所有原子中都存在中子。普通氢原子的原子核内只有1个质子，没有中子。下表是几种原子的构成

3. 相对原子质量

国际上以一种碳原子（原子核内有6个质子和6个中子）的质量的1/12作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值，就是这种原子的相对原子质量。用公式可表示为：

（1）. 相对原子质量是一个比值，它的国际单位制（SI）单位为1（一般不写出）

（2）. 质子和中子的质量大致相等，都约等于碳原子质量的1/12，电子的质量很小，仅相当于质子或中子质量的1/1836。因此质子和中子的相对质量都约为1，电子的相对质量为1/1836。由于原子的质量主要集中在原子核上，所以，相对原子质量≈质子数＋中子数。

（3）. 原子的质量和相对原子质量的区别和联系

（二）. 元素

1. 元素的概念：元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。

理解元素的概念请把握“同质子，类原子”六个字。

（1）“同质子”是指元素在原子的基础上，以核电荷数（即核内质子数）为标准进行种类划分的，与原子中的中子数、电子数无关。即元素的种类是由核电荷数（即核内质子数）决定的。同种元素的原子质子数一定相同，不同种元素的原子质子数一定不相同。

（2）“类原子”是指一种元素可能有不止一种原子。它包括质子数相同，中子数不同的原子（例如：高中将要学习到氢元素有3种质子数相同而中子数分别为0、1、2的氢原子：氕、氘、氚）；也包括质子数相同，而电子数不同的原子和离子（例如：Fe、、均属于铁元素）

2. 元素的存在和分类

目前已发现的元素有一百余种，其中有十几种是人造元素。元素在地壳中的含量由多到少的顺序是：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛等。掌握地壳中含量排前五位的元素次序、名称及类别。

根据元素性质的不同，可把元素分为金属元素（如钠、铁、汞）、非金属元素（如碳、氢、溴）和稀有气体元素（氦、氖、氩、氪、氙、氡）。

3. 元素符号

每种元素都用一个国际通用的符号来表示，这种符号叫做元素符号。

(1). 书写元素符号时应注意：

①由一个字母表示的元素符号要大写

②由两个字母表示的元素符号，第一个字母大写，第二个字母小写

(2). 元素符号表示的含义

①元素符号表示一种元素

②表示这种元素的一个原子

（三）. 离子

1.核外电子的分层排布

在多电子的原子中，原子的能量不相同，能量低的电子通常在离核近的区域运动，能量高的电子通常在离核远的区域运动。为了便于说明问题，通常用电子层形象化地表明运动着的电子离核的远近。实际上，原子核外根本无“层”，我们仅仅用“层”来代表离核远近的区域。所以多电子原子中电子在原子核外不同区域运动可简单而形象地称为分层运动，又叫核外电子的分层排布。这样，电子就可以看作是在能量不同的电子层上运动。

2. 原子结构示意图

（1）. 画法，画圆圈，标核电，弧线呈扇形，数字一条线。

（2）. 分析1～18号元素的分类及原子结构示意图，可以得出以下结论：

①稀有气体元素原子的最外层都有8个电子（氦是2个），稀有气体元素化学性质比较稳定，一般不跟其他物质发生化学反应。性质是由结构决定的。因此，通常我们把这种最外层有8个电子（最外层是第一层时有2个电子）的结构，称为稳定结构。

注意：这里所说的稳定是相对稳定，而不是绝对的稳定。

②金属元素原子最外层电子数一般少于4个，在化学反应中比较容易失去最外层电子，而使次外层变成最外层，通常达到8个电子的稳定结构，而且最外层电子数越少，越容易失去电子，化学性质越活泼。

③非金属元素原子最外层电子数一般多于或等于4个，在化学反应中比较容易获得电子，而使最外层达到8个电子的稳定结构，而且最外层电子数越多，越易得到电子，化学性质越活泼。所以，元素的性质，特别是化学性质，跟它的原子最外层电子数目关系非常密切。

3. 离子的形成

因为钠原子的最外电子层上只有1个电子，很容易失去；氯原子的最外电子层上有7个电子，容易得到1个电子。即当钠和氯化合时，钠原子最外层上的1个电子转移到氯原子的最外电子层上去（如图），使它们的最外电子层都达到8个电子的稳定结构。

形成氯化钠的示意图

钠原子因失去1个电子而变成带有1个单位正电荷的钠微粒（用Na⁺表示）。氯原子因得到1个电子而变成带有1个单位负电荷的氯微粒（用表示）。

定义及分类：带电的原子或原子团叫做离子。分为：

阳离子，例如：、、、、；

阴离子，例如：、、、、、。

（四）化学式与化合价

1.化学式

（1）. 定义：用元素符号表示物质组成的式子。

（2）. 意义：①表示一种物质

②表示物质的组成元素

③表示组成元素的原子个数比

④表示该物质的一个分子

例：表示：（1）氢气；（2）氢气由氢元素组成；（3）一个氢分子；（4）一个氢分子由两个氢原子构成

表示：2个氢分子

说明：

①纯净物都有固定不变的组成，一种纯净物只用一个化学式表示。

②各种物质的化学式，都是通过实验测知的。所以化学式中元素符号右下角的数字不能随意改动。

③物质的化学式不因发生物理变化而改变，只有发生化学变化，生成了其他物质时，物质的化学式才能发生改变。

2.化合价

（1）. 实验测知，化合物均有固定的组成，即形成化合物的元素有固定的原子个数比。例如：

化学上用“化合价”来表示原子之间相互化合的数目

在上述化合物中，规定：，

而且，在化合物中元素化合价的代数和为零

由此可推知：，，

为了便于确定化合物中元素的化合价，需要注意以下几点：

<1>化合价有正价和负价

①氧元素通常显－2价

②氢元素通常显＋1价

③金属元素跟非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价。

④一些元素在不同物质中可显不同的化合价

<2>在化合物里正负化合价的代数和为0。

<3>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，在单质分子里，元素的化合价为0。

3. 有关相对分子质量的计算

（1）. 计算相对分子质量

的相对分子质量＝16×2＝32

的相对分子质量＝1×2＋16＝18

的相对分子质量＝64＋32＋16×4＋5×（1×2＋16）＝250

（2）. 计算物质组成元素的质量比

例：中锰元素和氧元素的质量比等于

（3）. 计算物质中某元素的质量分数

物质中某元素的质量分数就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比。例如：

计算化肥硝酸铵（）中氮元素的质量分数

解：的相对分子质量

氮元素的质量分数：

三中考链接

例1.甲原子与乙原子的质量比为a：b，而乙原子与原子的质量比为c：d，则甲原子的相对原子质量为（）

A. B. C. D.

提示：根据题意：

甲原子的质量

原子的质量

甲原子的相对原子质量

参考答案： D

例2．在二氧化硫，二氧化碳，二氧化氮的分子中（）

(A)均含有一个氧分子

(B)含氧原子的个数相等

(C)都含有两个氧元素

(D)都含有相同的核电荷

提示：化学概念中相似而又有区别的概念比较多，对于易混淆的概念要注意分析，搞清相似概念间的区别与联系。例如本题涉及的分子、原子、元素的概念。

参考答案：（B）

说明：分子、原子是描述微观的概念；物质元素是描述宏观的概念。叙述物质组成，要注意宏观和微观。宏观元素只表示原子的种类，不表示个数。由分子构成的纯净的物质，一种物质只含有一种分子，不可能含有两种分子。在二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮的分子中，由于碳原子、硫原子、氮原子的核电荷数不同，所以它们不含有相同的核电荷。

例3、说出下列符号中“2”的涵义。 +2 （1）2H （2）2H₂（3）H₂O （4）2H₂O （5）Mg²⁺ （6）2Mg²⁺（7）Mg

提示：对于符号前的系数，符号中的小数字的涵义，往往会因不理解符号表示的意义而难以回答，因此，在回答这类问题之前必须对已学过的化学元素符号、化学式、离子符号的意义理解透彻，元素符号的意义有两点，即表示一种元素，还表示该元素的一个原子。在元素符号前或化学式前有系数，则表示的只有微观意义，即微粒的个数，化学式中的小数则表示该物质的一个分子中含有某元素的原子个数，元素符号右上角的小数字表示离子带电荷数，元素符号正上方的小数字则表示元素的化合价。

参考答案：（1）2H中的“2”表示2个氢原子。

（2）2H₂中前“2”表示2个氢分子，后“2”表示每个氢分子中有2个氢原子。

（3）H₂O中“2”表示每个水分子中含有2个氢原子。

（4）2H₂O中前“2”表示2个水分子，后“2”同（3）。

（5）Mg²⁺中“2”表示每个镁离子带两个单位正电荷。

（6）2Mg²⁺中前“2”表示2个镁离子，后“2”同（5）。

　　 +2

（7 Mg中“2”表示镁元素显＋2价。

例4、下列计算化合物中某元素质量分数的计算式，正确的是（）

（A）H₂O中氢元素的质量分数：

（B）NH₄NO₃中氮元素的质量分数是

（C）CO(NH₂)₂中氮元素的质量分数：

（D）CO₂中氧元素的质量分数：

提示：求化合物中某元素的质量分数，就是化合物的化学式中，某元素原子的原子量之和与该化合物式量

的比值。

参考答案：（A）（D）

说明：化合物中某元素的质量分数

（B）选项：NH₄NO₃的一个分子中含有2个氮原子，计算时只考虑了一个氮原子，所以是错误的；

（C）选项：CO（NH₂）₂的一个分子中含有2个氮原子，计算时只考虑1个氮原子，且式量的计算错误。

例5:如果用字母R表示一种元素，已知R元素的原子核外最外电子层上有3个电子，在它的氧化物中，R的质量分数为52.9%，R的原子核里所含的质子数比中子数少1个。则
（1）R的元素符号是        名称是
（2）R的氧化物的化学式是        名称是         ；
（3）R的离子结构示意图是                 。
提示：
   这是一道涉及核外电子排布、元素质量分数计算、根据化合价写化学式、离子结构示意图等多方面知识的综合题，解本题必须明确题目中每个条件的作用。要推断元素名称、元素符号、离子结构示意图，就必须已知原子核内的质子数，质子数与中子数之和约等于相对原子质量。R在其氧化物中的质量分数这一条件是计算相对原子质量用的；质子数与中子数关系的条件是推算质子数用的。要写出R的氧化物的化学式，必须已知R的化合价，R最外层上电子数这一条件是推断R的化合价时用的。推断质子数就要已知相对原子质量，要计算相对原子质量就应该已知化学式。所以解题应该从分析R的化合价，写出其氧化物的学式开始。

标准答案：（1）Al    铝（2）Al₂O₃   氧化铝      （3）
说明：R的最外层上只有3上电子，在化学反应中易失去3个电子而显示+3价，所以它的氧化物的化学式应为R₂O₃。设R的相对原子质量为x，则

   根据质子数与中子数之和约等于相对原子质量的规律，可以得出R元素的核电荷数（即质子数）为13。不太可能是14，因为R元素原子的最外层电子数是3个，核外电子总数应为奇数，原子中质子数等于核外电子数为13。
（1）核电荷数为13的元素是铝，其元素符号为Al。
（2）铝元素的化合价为+3价，氧元素的化合价为－2价，可以得出铝的氧化物的化学式为Al₂O₃，名称是氧化铝或三氧化二铝。
（3）R是铝元素，铝原子最外层有3个电子，易失去成为带三个正电荷的铝离子，铝离子核内仍有13个带
正电荷的质子，核外应有13-3个电子，离子结构示意图为

例6、在硫与氧形成的氧化物中，硫与氧的质量比为２：３，则此氧化物中硫元素的化合价是（　）

A、+4 B、+6 C、－2 D、+2

提示：我们已经知道了氧元素在化合物中的化合价为－2价，则硫元素一定显正价，又知在化合物中硫、氧元素质量比为２：３，所以只要写出化学了可同化合价。因此设该氧化物化学式为：S_xO_y，

则有32x：16y=2：3　∴x：y=1：3　

∴化学式为SO₃

根据化合价代数和为零的原则，硫元素化合价为＋6价。

参考答案：B。

例7、元素R的单质10.5克，在氧气中燃烧后生成氧化物（R₃O₄）14.5克,计算R的原子量。如果R原子中有30个中子，R是什么元素？写出该氧化物的化学式。

提示：有关化合物中各元素质量比的逆运算。

参考答案：R元素为铁元素。其化学式为Fe₃O₄

说明：解设：R元素的原子量为x在R₃O₄中R元素与氧元素的质量比为：

根据：质子数+中子数≈原子量

质子数=56.30=26

∴R为铁元素。其化学式为Fe₃O₄

单元小结

1.原子。离子。元素

（1）原子是化学变化中的最小微粒，这是指在化学变化中原子的种类保持不变。但它不是一个简单的，不可分割的实心球体。它是由质子、中子、电子三种粒子构成的。

（2）元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。

（3）离子是带电的原子或原子团

（4）原子和元素的区别和联系

（5）离子与原子的联系与区别：

2. 根据化合价写化学式

写法：正价左、负价右，标化合价，求原子个数

例题：已知P为＋5价，O为－2价，写出磷的这种化合物的化学式

解：（1）正价左、负价右：PO

（2）标化合价：

（3）求原子个数：

P：10/5＝2；O：10/2＝5

（4）即得化学式：

（5）检查化学式，正价总数与负价总数代数和等于0

3.化合价表示方法跟离子所带正、负电荷表示方法的区别：

同步测试

1、下列关于原子的说法不正确的是（　）

　A．原子不能再分 B．原子核是由质子和电子构成

　C．原子由原子核和核外电子构成 D．原子的质量主要集中在原子核上

2 、下列微粒能决定元素种类的是（）

A. 电子数 B. 中子数 C. 最外层电子数 D. 质子数

3、若用“ ”表示氢原子，用“ ”表示氧原子，则保持水的化学性质的粒子可表示为（　）

　　A．　　　 B．　　　C．　　　 D．

4、与中数字“1”关系密切的是（　）

　　A．元素的化学性质、化合价

　　B．元素的种类、原子的质量

　　C．元素的核电荷数、原子的数目

　　D．物质的状态、原子的稳定性

5、下列五种物质中均含有碘元素，它们按下列顺序排列：①KI　 ②I₂　 ③HIO　 ④X　 ⑤NaIO₄根据这种排列规律，X不可能是（　）

A．I₂O₄　　 B．I(IO₃)₃　　 C．AgI　　 D．I₂O₅

6、下列对于氮气、一氧化二氮、三氧化二氮、五氧化二氮的四种说法中，正确的是（　）
A．都含有氮分子
　　B．含氮元素的质量分数都相同
　C．每个分子所含氮原子数相同
　D．所含元素种类都相同

7、我国在1993年成功制取了由相对原子质量为18、核电荷数为8的氧原子构成的双原子分子的气体，

下列说法中正确的是（　）

　　A．这种气体的相对分子质量为32

　　B．这种氧原子的核内质子数为10

　　C．这种氧原子的核外电子数为10

D．这种氧原子和氢原子构成的水分子的相对分子质量约为20

8、“博士伦”隐形眼镜液的主要成分是H₂O₂，下列说法正确的是（　）

　　A．H₂O₂是由氢气和氧气组成的

　　B．H₂O₂是由氢元素和氧元素组成的

　　C．H₂O₂是由氢分子和氧分子构成的

　　D．H₂O₂是由两个氢元素和两个氧元素组成的

9、某化学学习兴趣小组对粒子进行探究，下列结论中，错误的是（　）
A．当x＝6时且该粒子为原子时，核电荷数n应为8
B．当x＝8时且该粒子为阴离子时，核电荷数n应为12
C．当n＝11时且该粒子为阳离子时，x应为8
D．当x＝8时，粒子中n越大，原子核对电子吸引力越大，粒子体积越小

10、不沾锅的内壁有一薄层聚四氟乙烯的涂料，它的化学式可以表示为(CF₂CF₂)m(m为正整数)。下列关于聚四氟乙烯的说法中，错误的是（　）
　　A．该物质是由碳和氟气(F₂)组成的混合物
　　B．该物质分子中碳、氟(F)原子个数比为1∶2
　　C．该物质中含有氟的质量分数为76％
　　D．该物质的化学性质应当很稳定

11、某硝酸铵(NH₄NO₃)样品(杂质不含氮)中氮元素的质量分数为28％，则

其中硝酸铵的质量分数是( )
　　A．20％　　 B．70％　　 C．80％　　 D．无法确定

12、要比较CuSO₄、FeSO₄、CaSO₄相对分子质量的大小，最简单的方法是（　）

　　A．分别计算它们的相对分子质量

　　B．计算所含SO₄²^—质量分数

　　C．比较Cu、Fe、Ca相对原子质量

D．计算所含金属元素的质量分数

13、微观模拟题：通过以下反应示意图回答下列问题：

　　（1）丙物质属于纯净物中的_____________（填物质分类）。
　　（2）该反应的基本反应类型为____________反应。
　（1）用分子和原子的观点来解释化学反应的实质__________________________________________。

14、（1）新型大脑营养学发现，大脑生长发育与不饱和脂肪酸有关。从深海鱼油中提取出来的一种不饱和脂肪酸被称为“脑黄金”，它的化学式为C₂₆H₄₀O₂，含氢元素的质量分数为　。
　　（2）科学家在合成超导材料时，偶然制得了在自然界中尚未发现的紫色化学合成物质BaCuSi₂O₆，它由　　种元素组成，其中Si呈　　价。写出相同价态硅元素的氧化物的化学式　　　。

15、下表列出了四种金属元素的原子结构及单质的性质等具体情况：

元素名称	元素符号	原子结构示意图	密度g/cm³	熔点/℃	沸点/℃	与冷水反应
锂	Li		0.534	180.5	1347	剧烈
钠	Na		0.97	97.81	882.9	剧烈
钾	K		0.86	63.65	774	剧烈轻微爆炸
铷	Rb		1.532	38.39	688	剧烈轻微爆炸

　　根据以上资料分析，你发现了那些规律？

　　（1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

　　（2）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

　　（3）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

　　（4）上表所列规律中，有一种规律是决定其他规律的，该规律是：　　　　　　　　　　　　　　　　　。

参考答案:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
AB	D	C	A	C	C	D	B	B	A	C	C

13．（1）单质（2）分解（3）在化学反应中分子发生了变化，生成了新的分子，而原子仍然是原来的原子。

14. （1）10.42％（2）4　＋4　 SiO₂

15. （1）对同一族元素随着核电荷数的增大，电子层数逐渐增加
（2）对同一族元素随着核电荷数的增大，一般说来单质的密度逐渐增大，溶、沸点逐渐降低
（3）对同一族元素随着核电荷数的增大，单质的化学活泼性逐渐增强
（4）随着核电荷数的增大，电子层数逐渐增加

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