九年级化学第四单元物质构成的奥秘知识点及习题.docx
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九年级化学第四单元物质构成的奥秘知识点及习题
第四单元物质构成的奥秘
第一节原子的构成
1.原子的构成
原子一般是由质子、中子和电子构成,有的原子不一定有中子,质子数也不一定等于中子数。
原子的种类由核电荷数(质子数)决定。
2.构成原子的各种粒子间的关系
在原子中,原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数。
由于原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷的电量相等,电性相反,所以原子整体不显电性。
3.相对原子质量
以一种碳原子(碳12)质量的1/12(1.66×10-27kg)为标准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比,作为这种原子的相对原子质量,符号为Ar。
相对原子质量是通过比较得出的比值,单位为“1”。
原子中质子和中子的质量接近碳原子质量的1/12,而电子的质量约为质子质量的1/1836,可以忽略不计,所以原子的质量集中在原子核上,即相对原子质量≈质子数+中子数
第二节元素
1.定义:
元素就是具有相同电荷数(即核内电子数)的一类原子的总称。
元素与原子的区别和联系:
元素
原子
区别
只表示一类原子的总称;只表示种类,不论个数,是宏观概念
原子是微观概念,既表示种类,又表示数量含义
化学变化中元素种类不变,但形态可能变化
化学变化中,原子种类和数量不变,但最外层电子数可能变化
联系
元素是同一类原子的总称,原子是构成元素的基本单元
2.元素之最
地壳中含量(质量分数)排在前五位的元素:
氧、硅、铝、铁、钙
地壳中含量最多的金属元素:
铝
地壳中含量最多的非金属元素:
氧
生物细胞中含量最多的元素:
氧
人体中含量最多的金属元素:
钙
3.元素的分类:
金属元素、非金属元素、稀有气体元素
4.元素符号:
元素用元素符号表示。
元素符号是用元素拉丁文名称的第一个字母表示的,如果第一个字母相同,则再附加一个小写字母加以区别。
5.元素符号的意义:
元素符号不仅表示一种元素,还表示这种元素的一个原子。
如果物质由原子构成,元素符号还可以表示一种物质。
如果元素符号前加上系数,就只表示该原子的个数,只具有微观意义。
如:
H表示氢元素、1个氢原子。
2H表示2个氢原子。
Cu表示铜元素、一个铜原子、金属铜。
6.描述物质宏观组成和微观构成:
①宏观组成(描述物质的组成时用元素叙述):
铁是由铁元素组成的。
二氧化碳是由碳元素、氧元素组成的。
②微观构成(描述物质的构成时用分子、原子、离子叙述)铁是由铁原子构成的。
二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。
(描述分子的构成时用原子叙述)1个二氧化碳分子是由1个碳原子和2个氧原子构成的。
7.元素周期表:
元素周期表的每一横行叫做一个周期,共7个周期;每一纵行叫做一个族,共16个族。
周期的变化规律:
从左到右,原子序数由少变多。
除第一周期以外,每一周期都是以金属元素开始,逐渐过渡到非金属元素,最后以稀有气体元素结束,从左到右金属性逐渐减弱。
同一周期元素的原子的电子层数相等。
第三节离子
1.核外电子的排布
在含有很多电子的原子里,电子的能量并不相同,能量高的通常在离核较远的区域运动,能量低的电子通常在离核较近的区域运动,就像分了层一样。
这样的运动,我们称为分层运动或分层排布。
现在发现的元素,原子核外电子最少的有1层,最多的有7层。
电子层序数越大,层内电子的能量越大,离原子核距离越远。
规律:
①核外电子总是尽先排在能量最低的电子层里,第一层排满才能排第二层,第二层排满才能排第三层。
②每个电子层最多能容纳2n2个电子(n为层序数,第一层n=1,第二层n=2)。
③最外层电子数不超过8个(第一层为最外层时,不超过2个)。
2.原子结构示意图:
一个氯原子的原子结构示意图如下
3.元素的种类
①金属元素:
原子的最外层电子数一般少于4个(是不稳定结构),在化学变化中易失去最外层电子,而使次外层成为最外层,形成稳定结构。
这种性质叫做金属性。
②非金属元素:
原子的最外层电子数一般多于或等于4个(是不稳定结构),在化学变化中易获得电子,而使最外层达到8电子的稳定结构。
这种性质叫做非金属性。
③稀有气体元素:
原子的最外层有8个电子(He为2个),为相对稳定结构。
元素类别
最外层电子数
得失电子趋势
性质
结论
金属元素
<4
易失去最外层电子(形成阳离子)
易发生化学反应
元素的化学性质由最外层电子数决定。
非金属元素
≥4(H:
1)
易获得电子使最外层达到8电子的稳定结构(形成阴离子)
稀有气体元素
=8(He:
2)
难得失电子(为相对稳定结构)
极难发生化学反应
4.离子的形成:
带电的原子或原子团叫做离子。
在化学反应中,金属元素原子失去最外层电子,非金属元素原子得到电子,从而使参加反应的原子带上电荷。
带电荷的原子叫做离子。
带正电荷的原子叫做阳离子,带负电荷的原子叫做阴离子。
阴、阳离子由于静电作用互相吸引,结合形成稳定的、不带电性的化合物。
5.离子内质子数不等于核外电子数,离子的最外层电子一般是8(氢是0)个电子的稳定结构。
原子通过得失电子变成离子,离子也可以通过得失电子变回原子。
6.离子符号
离子用离子符号表示:
在原子团或元素符号的右上角标出离子所带的电荷的多少及电荷的正负(数字在前,符号在后),当离子所带电荷数为1时,1可以不写。
如Na+(钠离子)、Ca2+(钙离子)、H+(氢离子)、Cl-(氯离子)、O2-(氧离子)、OH-(氢氧根离子)等。
离子符号表示的意义:
Mg2+表示1个镁离子带2个单位的负电荷。
2O2-表示2个氧离子。
离子符号只有微观含义,没有宏观含义。
7.一定带正电的粒子:
质子、原子核、阳离子
一定带负电的粒子:
电子、阴离子
不带电的粒子有:
中子、原子、分子
8.物质与其构成粒子之间的关系:
①原子直接构成物质。
如汞、金刚石直接由原子构成。
②金属元素原子和非金属元素原子分别形成阳离子和阴离子。
如氯化钠是由氯离子和钠离子构成的。
③非金属元素离子和非金属元素离子各提供电子形成共用电子对,结合成分子。
如氧气是由氧分子构成的。
第四节化学式与化合价
1.化学式:
用元素符号和数字组合来表示物质组成的式子。
2.化学式(如H2O)的意义:
表示一种物质(宏观意义)——表示水这种物质;
表示一个分子(微观意义)——表示1个水分子;
表示某物质是由什么元素组成的(宏观意义)——表示水是由氢元素、氧元素组成;
表示某物质是由什么粒子构成(微观意义)——表示水由水分子构成;
表示某物质的分子由什么粒子构成(微观意义)——表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成;
3.化学式的写法:
书写化合物的化学式时,首先要弄清以下两点:
①这种物质由哪种物质组成;
②化合物中各元素的原子个数比是多少。
4.化合价:
元素化合价是一个原子在化合时表现出来的性质。
在元素符号或原子团的上方标出化合价,“+”、“-”写在前,数字写在后。
5.
+5-2
化合价的一般规律:
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。
氧元素通常显-2价,氢元素通常显+1价。
在化合物里正负化合价的代数和为0。
在单质中元素的化合价为0。
同一元素在不同物质里可显不同的化合价。
在同一种物质里,同一元素也可显不同的化合价(如NH4NO3)。
6.
-3+5
根据化合价写化学式:
“正价前,负价后,十字交叉右下处,化简才是原子数”。
如P2
O5→P2O5
7.
+3
数字的意义:
①元素符号前的数字表示几个某原子。
如2H中的“2”表示2个氢原子。
②化学式前的数字表示几个某分子。
如2H2O中的“2”表示2个水分子。
③元素符号右下角数字表示一个某分子或离子中有几个某原子。
如CO2中的“2”表示1个二氧化碳分子中有2个氧原子。
④元素符号右上角的数字表示一个某离子中带几个单位的正或负电荷。
如Fe3+中的“3”表示1个铁离子带3个单位的正电荷。
⑤元素符号正上方数字表示某元素的化合价。
如Fe表示铁元素的化合价是+3。
8.根据化学式进行计算(计算时要注意式子的化学意义)
1)相对分子质量=(相对原子质量×原子个数)之和
2)组成元素的质量比=(相对原子质量×原子个数)之比
在计算时要注意标清元素的顺序。
3)原子个数之比=(元素质量÷相对原子质量)之比
4)化合物中某元素的质量分数=
5)某元素的质量=某化合物的质量×某元素质量分数=
【例】多少吨的氧化亚铁(FeO)中所含铁元素质量和100t中氧化铁所含铁元素的质量相同?
解:
设需氧化铁的质量为x。
答:
需氧化亚铁的质量为90t。
【注意】列方程时所设未知数不能带有单位。
6)某元素的质量=某混合物的质量×纯度×某元素质量分数
某元素的质量=
【例】现在有一种化肥,主要成分是硝酸铵,测得其含氮量为34.3%(杂质不含氮),求这种化肥的纯度。
解:
设该化肥的质量为100g,该化肥的纯度为a%。
答:
这种化肥的纯度为98%。
【注意】①设这种氮肥的质量是为了使方程有化学意义。
②纯度是百分数,不能小于0%,也不能大于100%。
纯度是未知数时,表示纯度的字母后要跟上百分号。
7)有一瓶不纯的硝酸铵(NH4NO3)样品,经分析其中的含氮量为37%,则所含杂质可能是:
A.(NH4)2SO4B.CO(NH2)2C.NH4ClD.NH4HCO3
【分析】解这道题需要三个要素:
最大数、中间数、最小数(指含氮量)。
三者之间的关系为:
最大数>中间数>最小数。
这里的37%是求出的平均含氮量,是中间数。
接下来算出NH4NO3中的含氮量:
35%。
由于35%<37%,所以应该是最小数。
然后算出四个候选答案中每个化合物的含氮量,它是最大数,数值应该大于37%。
在这里只有CO(NH2)2的含氮量为46.7%,超过了37%,成为最大值。
所以最后答案应该是B。
附表1一些常见元素的名称、符号和相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
氢
H
1
铝
Al
27
铁
Fe
56
氦
He
4
硅
Si
28
铜
Cu
63.5
碳
C
12
磷
P
31
锌
Zn
65
氮
N
14
硫
S
32
银
Ag
108
氧
O
16
氯
Cl
35.5
钡
Ba
137
氟
F
19
氩
Ar
40
铂
Pt
195
氖
Ne
20
钾
K
39
金
Au
197
钠
Na
23
钙
Ca
40
汞
Hg
201
镁
Mg
24
锰
Mn
35
碘
I
127
附表2一些常见元素、根的化合价和离子符号
元素和根的名称
元素和根的符号
常见的化合价
离子符号
元素和根的名称
元素和根的符号
常见的化合价
离子符号
钾
K
+1
K+
氟
F
-1
F-
钠
Na
+1
Na+
氯
Cl
-1、+1、+5、+7
Cl-
银
Ag
+1
Ag+
溴
Br
-1
Br-
铜
Cu
+1、+2
Cu+、Cu2+
氮
N
-3、+2、+3、+4、+5
钙
Ca
+2
Ca2+
氧
O
-2
镁
Mg
+2
Mg2+
硫
S
-2、+4、+6
S2-
钡
Ba
+2
Ba2+
磷
P
-3、+3、+5
锌
Zn
+2
Zn2+
碳
C
+2、+4
汞
Hg
+2
Hg2+
硅
Si
+4
铁
Fe
+2**、+3
Fe2+、Fe3+
氢氧根
OH
-1
OH-
锰
Mn
+2、+4、+6、+7
Mn2+
硝酸根
NO3
-1
NO3-
铝
Al
+3
Al3+
硫酸根
SO4
-2
SO42-
氢
H
+1
H+
碳酸根
CO3
-2
CO32-
铵根
NH4
+1
NH4+
磷酸根
PO4
-3
PO43-
*亚铁指化合价为+2的铁元素,亚铜指化合价为+1的铜元素。
第四单元物质构成的奥秘
【知识网络
】
课题1原子的构成
【典例精析】
例1:
下列说法不正确的是()
A.原子能构成分子B.原子能直接构成物质
C.原子是在不断运动的D.原子在化学变化中可以再分
解析分子可以构成物质,原子也可以直接构成物质,如铁是由铁原子直接构成的,故A、B都正确;原子和分子一样也是在不断运动的,C的说法也是正确的;根据原子的概念:
“原子是化学变化中的最小粒子”可知,在化学变化中原子是不能再分的。
答案:
D
例2:
如下图是水分子在一定条件下分解的示意图,从中获得的信息中不正确的是()
A.一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
B.水分解后生成氢气和氧气的分子个数比为2∶1
C.水分解过程中,分子的种类不变
D.水分解过程中,原子的数目不变
解析本题通过水电解的微观示意图,让学生归纳可以获得的信息,本是一道开放性试题,但由于是选择题,限定了几个答案,只要能判断正误就可以了。
从反应的微观示意图中可以分析出水分子的构成,反应生成物的分子个数比,反应前后的原子个数不变,但分子个数不一定不变,分子种类一定改变。
答案:
C
例3:
在2400多年前,古希腊哲学家德谟克利特在一首诗中表达了物质不灭的观点:
“无中不能生有,任何存在的东西也不会消灭。
看起来万物是死了,但是实则犹生:
正如一场春雨落地,霎时失去踪影;可是草木把它吸收,长成花叶果实,依然欣欣向荣。
请你从分子和原子的观点,说明物质不灭的原因。
解析从分子和原子的观点解释物质不灭,关键要指出在物理变化中微粒种类不变,质量不变;在化学变化中,分子要分解成原子,原子不能再分,构成新的分子,元素的种类、各原子个数、原子的质量都没有发生变化。
答案:
物质是由原子、分子等粒子构成的,分子是由原子构成的。
在物理变化中,构成物质的原子、分子本身不变。
在化学变化中,反应物的原子重新组合生成新物质,原子的种类、数目和质量都不改变。
所以物质不灭。
例4:
科学家设想宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质;物质反物质相遇会释放出巨大的能量,在能源研究领域中前景可观,正电子、负质子等都是反粒子,它们跟通常所说的电子、质子相比较,质量相等但电性相反,请您推测,反氢原子的结构可能是
A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成。
B.由1个带负电荷的质子和1个带正电荷的电子构成。
C.由1个带正电荷的质子和1个带正电荷的电子构成。
D.由1个带负电荷的质子和1个带负电荷的电子构成。
解析该题是信息题,应抓住题中“反物质”的概念,知道什么是“反粒子”,采用逆向思维,氢原子是由一个带正电的质子和一个带负电的电子构成,那么反氢原子的结构一定是由一个带负电的质子和一个带正电的电子构成,所以A、C、D错误。
答案:
B
例5:
我国“嫦娥工程”探月计划的一个重要目标是开发月球新能源——“氦—3”,10吨氦—3就能满足我国一年所有的能源需求。
关于氦原子的说法正确的是()
A.质子数为3,电子数为3B.质子数为2,电子数为2
C.质子数为2,电子数为3D.质子数为3,电子数为2
解析要知道原子的结构中各粒子数目间的关系以及符号的意义。
“He—3”是指相对原子质量为3,质子数为2的氦原子。
根据在原子中“核电荷数=质子数=核外电子数;相对原子质量=质子数+中子数”这两个关系式可知,电子数应为2,中子数为1。
答案:
B
【常见误区】
1.不能抓住原子概念的本质特征。
在化学变化中,原子不能再分了,是指原子核没有变化,核外电子还是有变化的。
化学变化的实质是分子分解为原子,原子再重新组合成新的分子,但在此变化中,原子的种类、数目和质量都没有发生改变。
如例1中的D选项和例2中的D选项以及例3。
2.原子不但可构成分子,也可直接构成物质,并且能保持所构物质的化学性质;原子同其他的粒子一样都具有不断运动,体积小、质量轻,粒子间都有一定的间隙等性质。
如例1。
3.原子的种类是由原子核内的质子数决定的,一当质子数改变,其原子的种类随之改变,且此变化不是化学变化。
4.原子中“核电荷数=质子数=电子数;相对原子质量=质子数+中子数”这两个关系式掌握的不牢。
如例5。
【基础演练】
一、选择题
1.氩气是一种惰性气体,若以●表示氩原子,则氩气是以下列何种形式存在?
()
ABCD
2.下列符号中,表示一个原子,又表示一种元素,还表示一种物质的是()
A.C60B.2HC.2N2D.Fe
3.我国著名科学家、中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱、锗、铕、镝等元素相对原子质量的新值。
其中,核电荷数为63的铕元素的相对原子质量为152。
该元素原子的中子数为()
A.89B.26C.126D.63
4.下列符号中,表示2个氢原子的是()
A.H2B.2HC.H2OD.2H2
5.1999年度诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德-泽维尔,开创了“飞秒化学”的新领域,使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能。
你认为该技术不能观察到的是
A.化学反应中反应物分子的分解B.反应中原子的运动
C.化学变化中生成物分子的形成D.原子核的内部结构
6.科学技术的发展,使人们操纵单个原子和分子成为可能,从而可以直接用原子来制造分子。
若能用这种方法制造葡萄糖(C6H12O6),下列原子中不需要的是()
A.碳原子B.氢原子C.氮原子D.氧原子
二、填空题
7.下图中,
表示氧原子,
表示氢原子。
⑴根据此图,试分别从物质组成、分子构成的角度各说出一种观点:
a.;
b.。
⑵根据此图,说明化学反应的本质:
。
8.原子是由原子核和电子构成的。
原子核在原子中所占体积极小,其半径在约为原子半径的十万分之一,因此,相对而言,原子里有很大空间,α粒子是带两个单位正电荷的氦原子。
1911年,科学家用一束平行高速运动的α粒子轰击金箔时(金原子的核电核数为79,相对原子质量为197),发现三种实验现象:
(1)有一小部分α粒子改变了原来的运动路径。
原因是α粒子途经原子核附近时,受到斥力而稍微改变了运动方向。
(2)大多数α粒子不改变原来的运动方向,原因是____________________。
(3)极少数α粒子被弹了回来,原因是_____________________________。
(4)1919年物理学家卢瑟福用氦原子核轰击氮原子核,结果得到氧、氢两种原子。
某些同学因此断定说:
“这是生成新物质的变化———化学变化,元素可以通过化学变化来制取。
”你认为这些同学的说法是否正确?
为什么?
答:
课题1
1.A2.D3.A4.B5.D6.C
7.⑴a.物质由分子构成;b.在化学变化中,分子不是最小的微粒
⑵在化学变化中,分子分解成原子,原子重新组合成新的分子,原子总数不变。
8.
(2)原子核的体积极小,原子核外有相对很大的空间
(3)α粒子撞击了带正电荷、质量大的金原子核而弹回
(4)不正确,因为原子是化学变化中最小的粒子,所以化学变化中元素不会改变。
这个变化改变了氮原子的质子数,生成了新的原子,这样的变化已不属于化学变化。
课题2元素
【典例精析】
例1:
“三氯生”是一种高效广谱抗茵剂,广泛应用于牙膏、药皂、洗面奶、空气清新剂等。
下面关于三氯生(C12H7Cl3O2)的说法中错误的是()
A.三氯生中含有氧气分子B.三氯生由碳、氢、氯、氧四种元素组成
C.三氯生是一种有机物D.一个三氯生分子中共含有24个原子
解析本题是关于物质的元素组成的考查,涉及到化学式的其他方面,属于综合题。
三氯生是纯净物,其中不可能含有氧分子,所以A是错误的。
答案:
A
例2:
下列符号中,既表示一个原子,又表示一种元素,还表示一种物质的是()
A.C60B.O2C.HD.Au
解析C60和O2分别是足球烯和氧气的化学式,可表示物质或该物质的一个分子,但不能表示一种元素或一个原子了;H可表示氢元素或一个氢原子,但不能表示氢气单质,氢气的化学式为H2;只有Au既表示一个原子,又表示一种元素,还表示一种物质,因为金是由原子直接构成的。
答案:
D
例3:
我们周围的物质世界是由100多种元素组成的,为了便于研究元素的性质,常常需要寻找它们之间的内在规律。
下表列出的是1~18号元素的部分最高正化合价和最低负化合价。
请你阅读后,回答下列问题:
(1)11号元素属于_______元素(填“金属”或“非金属”),它在化学反应中形成的粒子与__________(写元素符号)原子具有相同的核外电子排布。
(2)16号元素的原子核外电子数为______,推测该元素最低负化合价为_____,最高正化合价的氧化物的化学式为______________。
(3)从化合价角度分析,我们可以发现一些规律。
请写出其中的一个:
________________________________________。
解析元素周期表中每一个周期都从金属元素开始,到稀有气体元素结束(第一周期从非金属元素氢开始)。
原子序数和核电荷数(质子数)相等,即可知16号元素原子的核外电子数。
分析表中信息可推测出S元素的最低负化合价、最高正化合价,进而确定化学式。
根据图表找规律的一般方法是对比分析法,即将表中所给的信息,从横向和纵向及整体进行对比,找出其相同点和不同点,综合提炼出新的信息也就是其中隐含的规律。
从化合价的角度横向对比,不难看出:
同一横行(周期)从左到右元素的最高正化合价逐渐升高;从纵向对比可以看出:
同一纵行元素的最高正化合价(或最低负化合价)相等等规律。
答案:
(1)金属Ne
(2)16-2SO3(3)同一横行(周期)从左到右元素的最高正化合价逐渐升高
例4:
已知“O”、“●”表示质子数不同的原子。
(1)下列表示的气体物质中,属于化合物的是。
(2)下列表示的气体物质中,属于混合物的是。
解析图A中的分子是由同一种原子构成的,故为单质分子;图B中的分子是由两种原子构成的同种分子,应为化合物;图C和D中都含有两种不同的分子,故为混合物。
答案:
B;CD
【常见误区】
1.对物质的宏观和微观描述混淆不清。
如元素只能讲种类,不能讲个数;粒子既可讲种类,又可讲个数。
2.元素的种类是由质子数决定的;在化学变化中,元素的种类和质量也不改变;元素的化学性质与其原子最外层上的电子数密切相关。
3.缺少探索和发现能力的训练。
如在元素周期表中,随原子序数的递增,原子结构中电子层数、最外层电子数发生规律性的变化,元素的种类(金属、非金属、稀有气体)和元素性质,也发生规律性的变化。
如例3。
【基础演练】
一、选择题
1.如图●和○分别表示两种不同质子数的原子,其中表示化合物的是()
ABCD
2.经测定一瓶气体中含有C、H两种元素,这瓶气体不可能是()
A.一种化合
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- 九年级化学第四单元 物质构成的奥秘知识点及习题 九年级 化学 第四 单元 物质 构成 奥秘 知识点 习题