北 京 四 中 化学式 相对分子质量 撰 稿: 林丽娟 责 编: 张 立 知识要点: 1、 理解化学式和相对分子质量概念的涵义。 2、 掌握书写和读出一些简单的化学式的方法, 理解化学式前和化学式中有关数字的不同意义。 3、 掌握根据化学式计算物质的相对分子质量和化合物中各元素的质量比以及质量分数的方法, 以及规范书写有关化学式计算的格式。 知识的重点: 书写化学式和理解化学式的涵义。 知识详解: 一、 化学式 1. 概念: 用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。 如 H2O、 CO2、 KClO3等。 2. 意义: (以 H2O 为例) (1) 宏观意义: 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。 (2) 微观意义: ①表示物质的一个分子: 一个水分子; ②表示物质的分子构成: 一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 (3) 可依据化学式计算: ①表示分子中各原子的个数比: 水分子中氢、 氧原子个数比为 2∶ 1; ②表示组成物质的各元素的质量比: 水中氢、 氧元素的质量比为 1∶ 8。 二、 化学式的书写 1、 单质化学式的书写 ① 由原子构成的单质, 用元素符号直接来表示, 如: 金属铁(Fe) 、 稀有气体如氦气(He) 、氖气(Ne) 。 ② 由多原子组成的单质, 用元素符号加相应的脚标来表示。 如氧气分子由两个氧原子构成,则氧气的化学式为 O2; 又如氮气的化学式为 N2; 臭氧的化学式为 O3等。 2、 化合物的化学式的书写 ① 氧化物的化学式的书写: 一般把氧的元素符号写在后面, 另一种元素的元素符号写在左面, 如二氧化碳的化学式为CO2; 二氧化锰的化学式为 MnO2; 三氧化二铁的化学式为 Fe2O3; 氧化汞的化学式为 HgO。 当原子个数 1 时, “1”可以省略。 ② 由两种元素组成的化合物化学式的书写: 如果是由金属元素与非金属元素组成的化合物, 一般把金属的元素符号写在左面, 非金属元素符号写在右面。 如: 氯化钠的化学式为 NaCl; 硫化锌的化学式为 ZnS; 氯化钾的化学式为 KCl。 3、 注意: 脚标中的数字与元素符号前的数字所代表的意义不同。 如“2H”表示两个氢原子; “H2”表示一个氢分子, 且由两个氢原子构成; “3O2”则只表示三个氧分子。 三、 有关化学式的计算 1、 相对分子质量的计算 化学式中各原子的相对原子质量的总和就是相对分子质量。 例如: 计算 H2O 的相对分子质量。 ∵H2O 中有两个 H 原子和一个 O 原子 ∴应计算两个 H 原子的相对原子质量和一个氧原子的相对原子质量之和 H2O 的相对分子质量=2×1+16×1=18 (相对分子质量的单位为 1, 一般不写出) 例如: 计算 2H2O 的相对分子质量之和。 2H2O 的相对分子质量=2×(2×1+16) =36 注意: 在相对分子质量计算过程中, 什么地方使用“+”号, 什么地方使用“×”号。 元素符号与数字之间在计算相对分子质量时须用“×”号, 元素符号之间在计算相对分子质量时须用“+”号。 如计算2CuSO4·5H2O 的相对分子质量: 2×[64+32+16×4+5×(1×2+16)]=500 2、 计算组成物质各元素的质量比 例如: 计算 H2O 中 H、 O 元素的质量比。 在物质中各元素的质量比就是元素的相对原子质量之和的比值。 H∶ O=2×1∶ 16×1=2∶ 16=1∶ 8 (化为最简整数比) 再例如: 计算 CO2中 C、 O 元素的质量比。 C∶ O=12×1∶ 16×2=12∶ 32=3∶ 8 3、 计算物质中某一元素的质量分数。 例如: 计算水中 H 元素的质量分数 ∵水分子中有两个氢原子, 水的式量为 18 解: ∵氢元素的质量分数为: 答: 水中氢元素的质量分数为 11.1% 例如: 计算 NH4NO3中氮元素的质量分数。 ∵NH4NO3中氮原子的个数为两个, NH4NO3的相对分子质量为 80 解: 答: NH4NO3中 N 元素的质量分数为 35%。 注意: 上式中 2N 所表示的含义为 NH4NO3分子中有两个 N 原子, 不能写成 N2, N2的含义为一个氮气分子, NH4NO3分子中无氮气分子 [典例剖析] 例 1、 在 M、 N 两种元素组成的化合物中, M 和 N 的质量比是 3∶ 1, 又知 M 和 N 的相对 原子质量之比是 12∶ 1, 则下列式子中能够表示此化合物的化学式的是( ) A. MN4 B. MN3 C. MN D. M2N 分析: 设该化合物的化学式为 MxNy, 则有: 12x/y=3/1, x/y=1/4, 故化合物的化学式为 MN4, 答案为 A。 (或者该化合物分子中 M 原子与 N 原子的个数之比为 3/12∶ 1/1=1/4, 故其化学式为MN4。 ) 答案: A 例 2、 由碳、 硫两种元素组成的化合物中, 碳元素与硫元素的质量比为 3∶ 16, 碳与硫的原子个数比为______, 在书写这种化合物的化学式时碳通常写在左侧, 则其化学式为______, 相对分子质量为______。 分析: 碳与硫的个数比即为 其化学式可写成 CS2, 相对分子质量为 12+32×2=76 答案: 1∶ 2 CS2 76 例 3、 硝酸铵(NH4NO3)样品中含杂质 10%(杂质不含氮元素), 求样品中氮元素的质量分数。 分析: 先算出纯硝酸铵中氮元素的质量分数, 再求不纯硝酸铵中氮元素的质量分数。 方法一 NH4NO3的相对分子质量=14+1×4+14+16×3=80 设不纯硝酸铵中氮元素的质量分数为 x。 则有: 纯 NH4NO3 ~ 不纯 NH4NO3 含硝酸铵 100% 90% 含氮元素 35% x 100%∶ 90%=35%∶ x x=90%×35%=0.315=31.5% 方法二 设此样品中氮元素的质量分数为 x 关系式 NH4NO3 ~ 2N 关系量 80 14×2 已、 未知量 (1—10%) x 列比例式 80∶ 28=90%∶ x 求出答案 x=31.5% 答: 样品中氮元素质量分数为 31.5%。 例 4、 在 FeO、 Fe2O3、 Fe3O4中, 当含铁元素的质量相同时, 所含氧元素的质量比为_______。 分析: 此类题常在选择题中出现, 因此需要选择一种快速准确的解题方法。 在这里常用关系式法巧解。 题干中假设铁元素的质量相同, 那么我们就应创造条件让铁元素的质量相同, 即找化学式中铁原子个数的最小公倍数 1×2×3=6, 而每一个 FeO 中有 1 个 Fe 原子, 则 6 个 FeO 中有 6 个 Fe。同理可找出如下关系式: 6FeO、 3Fe2O3、 2Fe3O4中都含 6 个 Fe, 则铁的质量相同。 而其中氧的原子个数比为 6∶ 9∶ 8。 所以氧的质量比为 6∶ 9∶ 8。 参考练习 1. 计算下列相对分子质量(写出计算过程) H2SO4______ 2Ca(OH)2_____ 2. 计算 NH4HCO3中 N、 H、 C、 O 四种元素的质量比。 3. 计算 12.25 克 KClO3中含有氧元素的质量。 4. 计算 120 克 NH4NO3中含 N 元素的质量与多少克 CO(NH2)2中所含 N 元素的质量相等? 5. 地壳中含量居第一、 二位的两种元素组成的化合物的化学式是( ) A. NO2 B. Al2O3 C. SiO2 D. Fe2O3 6. 相同数目的 H2O 和 H2O2两种分子含有相同数目的( ) A. 氢元素 B. 氢原子 C. 氢分子 D. 氧原子 7. 下列化合物中, 铁元素质量分数最大的是( ) A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. FeS 8. 经过防治“非典”的洗礼, 我国公民的公共卫生意识和防病健身意识普遍提高。 过氧乙酸是防治“非典”中常用的高效消毒剂, 它的化学式是 CH3COOOH, 它是由_________种元素组成,其相对分子质量是_________。 9. 樟脑是一种白色晶体, 可以散发出特殊气味, 使衣物免受虫蛀。 樟脑的化学式为 C10H16O,它的相对分子质量为_________, 其中碳、 氢、 氧三种元素的质量比为(化成最简整数比)_________, 碳元素的质量分数为(计算结果精确到 0.1%)_________。 10. 露天烧烤不仅产生大量有害气体污染环境, 而且烧焦的肉类中还含有强烈的致癌物质 3,4—苯并芘。 其化学式为 C20H12。 该物质 126g 中含碳元素质量_________g。 11. 乙酸(C2H4O2)与过氧乙酸(C2H4O3)两种物质具有相同的( ) A. 元素种类 B. 相对分子质量 C. 各元素质量比 D. 氧元素的质量分数 12. 硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。 计算: (1)硫酸亚铁(FeSO4)中铁、 硫、 氧三种元素的质量比为________; (2)某贫血患者共需补充 1.4g 铁元素, 服用的药物中相当于需要硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)多少克? 13. 最近科学家确认, 存在着一种具有空心、 且类似于足球结构的分子 N60, 这一发现将开辟世界能源的新领域, 它可能成为一种最好的火箭燃料。 下列关于 N60的说法正确的是( ) A. N60是一种化合物 B. N60的相对分子质量是 840 C. N60属于单质 D. N60这种物质是由氮原子构成的 14. 地球大气层表面的臭氧层可以吸收太阳辐射的紫外线, 对维持地球上的生态平衡有重要的作用。 科学家测得臭氧(由氧元素组成的单质)的相对分子质量为 48, 则臭氧的化学式为_________, 相同分子数的氧气和臭氧的质量比为_________, 相同质量的氧气和臭氧的分子数之比为_________。 答案: 1、 2、 14∶ 5∶ 12∶ 48 3、 提示: 克 4、 解: 设 CO(NH2)2的质量为 x x=90g 答: CO(NH2)2的质量为 90 克。 5、 C 6、 B 7、 A 8、 三, 76 9、 152, 15∶ 2∶ 2, 78.9% 10、 120 11、 A 12、 7∶ 4∶ 8; 6.95g 13、 BC 14、 O3 , 2∶ 3 , 3∶ 2