第四单元 物质构成的奥秘
知识点梳理：
原子的构成：
质子：一个质子带一个单位的正电荷
原子核
原子 中子：不带电
电子：一个电子带一个单位的负电荷
2.相对原子质量：
Ar=其他原子的质量/（碳-12的质量×1/12）
注：1.相对原子质量的标准是：碳-12的质量×1/12，并不是碳-13或者其他的碳的同位素。
2.相对原子质量是一个相对值，没有单位
⒊原子的质量主要集中在原子核上，相对原子质量≈质子数＋中子数
3.元素：
定义：具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称
注意：元素是一类原子的总称；这类原子的质子数相同，因此：元素的种类由原子的质子数决定，质子数不同，元素种类不同。
元素与原子的区别：
从含义上来说：元素是宏观概念，只是分种类不计个数，但是原子时微观概念，既分种类，又分个数。
从使用范围上来说：元素常常用来表示物质是由哪几种元素组成的；但是原子时从微观上描述物质的构成，常用来表示物质是由哪些原子构成，或者分子是由哪些原子构成。
氢原子和一个氧原子构成的。
（3）元素符号：
A:定义：用元素的拉丁文名称的第一个大写字母来元素。
B：书写原则：由一个字母表示的元素符号要大写，如：H、O、S、C、P等。
C: 元素符号表示的意义：⑴表示一种元素；⑵表示这种元素的一个原子。例如：O：表示氧元素；表示一个氧原子。
D: 由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母要小写（即“一大二小”），如：Ca、Na、Mg、Zn等。
E: 元素符号前面的数字的含义；表示原子的个数。例如：6N：6表示6个氮原子。
F：元素的分布：
①地壳中含量前四位的元素：O、Si、Al、Fe
②生物细胞中含量前四位的元素：O、C、H、N
③空气中前二位的元素：N、O
注意：在化学反应前后元素种类不变
4.元素周期表：
（1）元素周期表的结构：
元素周期表有七个横行，十八个竖行，分为七个周期，十六个族。
（2）元素周期表的意义
⑴是学习和研究化学知识的重要工具；
⑵为寻找新元素提供了理论依据；
⑶由于在元素周期表中位置越靠近的元素，性质越相似，可以启发人们在元素周期表的一定区域寻找新物质（如农药、催化剂、半导体材料等）。
元素周期表中每一方格提供的信息：
原子序数———— -----——— 元素名称
（核电荷数） ---------- 元素符号
---------相对原子质量
5.原子的核外电子排布：
（1）核外电子排布规律：
①第一层最多容纳2个电子；第二层最多容纳8个电子；
②第二层最多容纳8个电子；
③最外层最多容纳8个电子（若第一层为最外层时，最多容纳2个电子）
④此外层最多容纳18个电子
（2）原子结构图：
①圆圈内的数字：表示原子的质子数
②+：表示原子核的电性
③弧线：表示电子层
④弧线上的数字：表示该电子层上的电子数
7.离子：
（1）定义：带电的原子或原子团
（2）分类：
阳离子（由于原子失去电子而形成）带正电
阴离子（由于原子得到电子而形成）带负电
原子在变为离子时，质子数、元素种类没有改变；电子数、最外层电子数、元素化学性质发生了改变。
⑶原子、阳离子、阴离子的判断：
原子：质子数＝核外电子数
阴离子：质子数＜核外电子数
阳离子：质子数＞核外电子数
8.离子表示形式：
（1）离子表示方法：在元素符号右上角标明电性和电荷数，数字在前，符号在后。若数字为1时，可省略不写。例如：钠离子：Na＋。
（2）离子符号的意义：表示离子（或一个离子），如：
Mg2+——表示镁离子（一个镁离子）
（3）表示意义的注意事项：
2Mg2+ 表示每个镁离子带两个单位的正电荷； 表示两个镁离子
A:离子符号前面的化学计量数（系数）表示离子的个数；
B:离子符号的表示方法：在元素符号（或原子团）右上角表明离子所带的电荷，数值在前，正、负号在后。离子带1个单位的正电荷或个单位的负电荷，“省略不写。如：阳离子：Na+、Ca2+、Al3+等, 阴离子：Cl-、S2-等
（4）常见原子团离子：
SO42- 硫酸根离子 CO32- 碳酸根离子 NO3- 硝酸根离子
OH- 氢氧根离子 NH4+ 铵根离子
9. 化学式
（1）概念：用元素符号和数字表示物质组成的式子
（2）化学式的写法
A．单质的化学式
①双原子分子的化学式，如：氢气——H2，氧气——O2，氮气——N2，氯气—Cl2。
②稀有气体、金属与固体非金属单质：由原子构成，它们的化学式用元素符号来表示。
B．化合物的化学式
根据名称从右写到左。若已读出原子个数的就直接写；若未读出原子个数的需根据化合价来正确书写。（正价写左边，负价写右边，同时正、负化合价的代数和为零。）
例如：四氧化三铁：Fe3O4；氯化镁： 2；硫酸钠： 2SO4
（3）几点注意事项：
A:一种物质只有一个化学式，书写化学式时，要考虑到元素的排列顺序，还要考虑到表示原子个数的角码应写的部位。
B:一般化合物的中文名称，其顺序和化学式书写的顺序正好相反。
(4)化学式的涵义（以SO2为例说明）
①宏观上：表示一种物质：表示二氧化碳。表示该物质由哪些元素组成：表示二氧化碳由碳元素和氧元素组成。
②微观上：表示该物质的一个分子：表示一个二氧化碳分子。表示分子的构成：表示每个二氧化碳分子由一个碳原子和二个氧原子构成
Ca表示钙元素显+2价 （或钙元素的化合价为+2价）；S表示硫元素显-2价。
Ca2+表示一个钙离子带2个单位的正电荷；S2-表示1个硫离子带2个单位的负电荷。
（3）小结各种数字的含义：
①元素符号前面的数字： 表示原子的个数。
②元素符号右上角的数字：表示离子所带的电荷数
③元素符号右下角的数字：表示一个分子中所含的某种元素的原子个数。
④元素符号正上方的数字：表示某元素在化合物中的化合价。
⑤离子符号前面的数字： 表示离子的个数。
⑥化学式前面的数字：表示分子的个数。
(4)元素化合价的一般规律
A:氢元素的化合价通常显+1价，氧元素的化合价显-2价。
B:在化合物中，金属元素为正价。
C:非金属与氢或金属化合时，非金属元素显负价；非金属与氧元素化合时，
非金属元素显正价。
D:在化合物中，正、负化合价的代数和为零。
E:在单质中元素的化合价为零。
(5)常见根（原子团）的化合价
口诀：
一价钾、钠、银、氯、氢
二价钙、镁、钡、氧、锌
一、二铜，二、三铁，三铝四硅五价磷，
二、四、六硫，二、四碳，
正价负价要分清！
负一氢氧硝酸根
负二碳酸硫酸根,负三磷酸最特别,
正一价的是铵根
11.有关化学式的计算
(1)的相对分子质量=各元素的相对原子质量×原子个数之和
(2)计算物质组成元素的质量比=各元素的相对原子质量×原子个数之比
(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=（该元素的相对原子质量×原子个数）÷化合物的相对分子
重难点例题解析
1. 构成物质的微粒
例1 关于氧气和铁的构成，下列说法正确的是 （ ）
A. 分别由氧元素、铁元素构成 B. 分别由氧分子、铁原子构成
C. 分别由氧原子、铁原子构成 D. 分别由氧分子、铁分子的构成
分析：分子、原子、离子是微观概念形成物质时用“构成”表示，元素是宏观概念，形成物质时，用“组成”来表示，故A不正确。氧气由氧分子构成，铁由铁原子构成，故C、D不正确。
答案：B。
例2 在一定条件下，分解高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢三种物质，都可以得到氧气。说明这三种物质中含有
A. 氧气 B. 氧分子 C. 氧元素 D. 氧化物
分析：物质是由元素组成的，不可能由物质组成。
答案：C。
习题：
1. 下列物质是由分子、原子、离子构成的。铁由 构成，氯化钠由 构成，水由 构成，氧气由 构成。
2. 日常生活中出现了“加铁酱油”、“高钙奶粉”、“加碘食盐”等商品，这里的铁、钙、氟是指
A. 元素 B. 原子 C. 分子 D. 单质
答案：1. 原子 ； 离子； 分子、分子 2. A
2. 微粒的构成
例1 在下列微粒中，属于原子的有（用序号填空，下同） ，属于阳离子的有 ，属于阴离子的有 ，属于同种元素的有 。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
通过以上各图可以总结出，原子和离子的区别在于：
⑴ ⑵
简析：原子是不带电荷的微粒，核外电子数与核内电荷数相同，阳离子核外电子数少于核内质子数（即原子核的电荷数），阴离子核外电子数多于核内质子数（即原子核电荷数）。
答案：①②⑤；④；③；④ ⑤ ⑴ 原子不带电，离子带电；
⑵ 离子核外电子数多于或少于核内质子数。
例2 某微粒最外层有8个电子，该微粒
A. 一定是阳离子 B. 一定是阴离子
C. 一定是稀有气体元素的原子 D. 无法确定
简析：微粒最外层有8个电子，趋于相对稳定状态，可能由金属元素的原子失去最外层电子形成，也可能由非金属元素得到电子而形成，也可能是稀有气体元素的原子，因此无法确定。
答案：D。
习题：
1. 区别元素的种类依据是
A. 原子核内的中子数 B. 原子核内的质子数
C. 原子核外的电子数 D. 相对原子质量
2. 下表中属于同一种元素的一组原子是
A. 甲、乙和丙 B.丙、丁和戊 C. 甲、丙和丁 D.乙、丙和戊
答案：1、B 2、A。
3. 化学式
例1 蔗糖(C6H12O6)是生活中常用的甜味品，它是由 种元素组成，相对分子质量为 ，各种元素的质量比为 。
简析：从化学式知道，蔗糖由C、H、O三种元素组成，每个蔗糖分子由6个C原子、12个H原子，6个氧原子构成。根据C、H、O三种元素的相对原子质量可以计算出蔗糖的相对分子质量以及C、H、O三种元素的质量比。
答案：三；(c)：:m(H): m(O)=72: 12: 96=6: 1: 8
例2 蛋白质是由多种氨基酸组成的，蛋白质中氮元素的平均分子质量分数为16%，通过计算回答下列问题：
(1)蛋氨酸是氨基酸中的一种，化学式为C5H11O2NS，求蛋氨酸中氮元素的质量分数；
(2)合格奶粉的质量标准为：每奶粉中含蛋白质约，现测得某奶粗含有蛋白质中氮元素的质量为，这种蛋白质是否合格。
简析：本题用的物质的化学式进行有关的计算。
奶粉中含氮元素，
答案：(1)9.4% (2)不合格
习题
1. 氮化硅是一种新型陶瓷材料的主要成份，能承受高温，可用于制造业、
航天等领域。已知氮、硅的原子结构示意图依次为N Si 。推测氮化硅的化学式为
A.Si3N4 B. Si4N C. Si3N7 D. Si7N4
2. 下列各种物质中铁元素的质量分数由大到小的顺序正确的是
A. Fe3O4、Fe2O3、FeO B. FeO、Fe3O4、Fe2O3
C. FeO、Fe2O3、Fe3O4 D. Fe2O3、Fe3O4、FeO
4. 化合价
例1 有5种物质按下列顺序排列：①X；②Cl2;③HClO;④KClO3;⑤KClO4。根据它们这种排列的规律，X应该是
A. HClO3 B. NaCl C. Cl2O7 D. Cl2O3
简析：从题目中可以看出物质是以氯元素的化合价由低到高的顺序排列的，X、 物质X中氯元素应该是负价。
答案：B。
例2 含磷洗衣粉中含有Na5PxO10会造成水体污染，不少城市已全面禁止销售含磷洗涤剂。该物质中磷元素为+5价，则x值为
简析：根据化合物中，各种元素化合价的代数和为0，可以确定x的值。钠元素、氧元素的化合价分别为+1和-2。
答案：A。
习题：
1. 交警常用装有重铬酸钾(K2Cr2O7)和H2SO4的仪器检测司机是否酒后驾车，因为酒中乙醇的能使橙红色的重铬酸钾变成绿色物质Cr2(SO4)3。在K2Cr2O7和Cr2(SO4)3中，铬元素的化合价分别为 和 。
2. 高温超导物质(Y2Ba4Cu6O13)，是以YmOn、BaCO3和CuO为原料，经研磨烧结而成（此过程中，所有元素的化合价均保持不变）。高温超导物质(Y2Ba4Cu6O13)由 种元素组成，其中Y元素呈 价，YmOn的化学式是 。
答案：1. +6； +3 2. 四；+3； Y2O3
综合练习
一．选择题
1．下列关于水的叙述正确的是 （ ）
①纯净物②化合物③无色无味④氧化物⑤单质⑥具有可燃性⑦凝固点是
A．①②③④⑦ B．②③④⑤⑥ C．①③④⑤⑦ D．①④⑤⑥⑦
2．下列说法正确的是 （ ）
A．净化后的空气是纯净物
B．氧气的质量占空气质量的21％
C．空气是几种单质和几种化合物组成的混合物
D．空气是几种元素组成的混合物
3．某药品说明书中标有:本品每克含碘150毫克、镁65毫克、锌1.5毫克、锰1毫克。这里的碘、镁、锌、锰是指 A．原子 B．元素 C．分子 D．离子 ( )
4．硫隔绝空气加热后的蒸气中有一种物质的化学式为S8，关于S8的叙述不正确的有 （ ）
A．19.ＡA、A、A 它是一种新型的化合物 B．它是一种单质
C．它的一个分子中有８个硫原子 D．相对分子质量为256
5．下列实验操作中，错误的是 （ ）
A．取用固体药品未说明用量，固体只要盖满试管底部
B．倾倒液体试剂时，瓶上标签应向着手心
C．加热试管前要将外壁擦干
D．用漏斗过滤液体时，液面稍高于滤纸边缘
6．以下生活、学习经验，不能说明分子间有空隙的是 （ ）
A．打气筒能将气体压缩 B．酒精和水混合后，总体积变小
C．物体有热胀冷缩的现象 D．海绵能吸水
7．铁匠将烧红的铁器打制后放入冷水时，升腾起一团“白气”，“白气”是由 （ ）
A．水蒸气液化形成的 B．水发生分解形成的
C．铁汽化形成的 D．铁和水反应生成的
8．NO是汽车尾气中的一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的NO2气体。在实验室中，收集的方法是 （ ）
A．排水集气法 B．向上排空气集气法
C．向下排空气集气法 D．排水集气法或向上排空气集气法
9．在大气层中，因CO2的含量不断增加而引起“温室效应”，造成大气中CO2含量增加的原因是（ ） 25 C、D
A．由实验室逸出的CO2增加
B．由于大量燃烧矿物燃料
C．由于森林绿化面积迅速递减，使得自然界吸收CO2的能力降低
D．由于动植物呼吸作用增加
10. （07常州）鱼油中富含的DHA（C22H32O2）是大脑细胞形成和发育不可缺少的物质，下列关于DHA的叙述中不正确的是
A．DHA由三种元素组成
B．DHA是有机化合物
C．DHA中碳、氢、氧三种元素的质量比为33︰4︰4
D．DHA中氢元素的质量分数最大
11(07自贡)我国科学家发现，亚硒酸钠能消除加速人体衰老的活性氧。亚硒酸钠中硒元素（Se）为＋4价，氧元素为－2价，则亚硒酸钠的化学式为
A、Na2SeO3 B、Na2SeO、NaSeO3 D、Na2SeO2
12.(08年烟台)染发时常用到的着色剂——对苯二胺，是一种有毒的化学药品，有致癌性，会对染发者的身体带来伤害，其化学式为C6H8N2。有关对苯二胺的说法正确的是 ( )
A.对苯二胺属于有机物
B.对苯二胺的相对分子质量为27
C.对苯二胺中碳、氢、氮元素的质量比为3∶4∶1
D.对苯二胺能被人体少量吸收
13.(08年福州)图3是元素周期表中硫元素的信息示意图，对图中信息理解错误的是 ( )
A.原子序数 B.元素名称
C.元素符号 D.中子数
14.（09眉山）北京奥运会“祥云”火炬燃烧时，主要反应为：5O2 + X 3CO2 + 4H2O，由此可知X的化学式为（ ）
A、CH4 B、C2H、C3H8 D、C3H8O
15．有H、O、S、K四种元素，按指定化合价（ 、、、 ）组合，最多可以组成由两种元素组成的化合物的种数是 ( )
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
16．有一不纯的硫酸铵样品含氮量为19%，若只含一种杂质，则其中所含杂质可能是 ( )
A．CO(NH2)2 B．NH4HCO．NH4NO3 D．NH4Cl
二．非选择题
17．（1）写出化学符号或符号的含义：
氦元素________ 3个氮原子________2个氢分子________ 锌离子________
2个氢氧根离子：_________+2价的钙元素__________。
18（09眉山） (4分)化学是研究物质的结构、性质以及变化规律的科学，研究元素知识是学好化学的基础。下表包含部分元素的相关信息，完成以下填空：
（1）1869年，科学家 发现了元素周期律和元素周期表。
（2）请画出17号元素原子结构示意图 ，该元素在化学反应中比较容易 （填“得到”或“失去”）电子变成离子。
（3）上表中最活泼的金属元素与地壳中含量最多的元素组成的化合物是
（填化学式）。
19.(08年哈尔滨)若分别用和代表两种不同元素的原子。这两种元素分别组成的单质在点燃条件下发生反应，反应前后的微观模拟图如下，请回答下列问题
(1)生成物属于纯净物中的
(2)若用A代表、B代表，请用A.B表示该反应的化学方程式：
20．在使用体温计测量体温时，若不慎将体温计打破，散落出来的汞产生汞蒸气会对人体产生危害。此时可以撒一些硫粉在止面，使硫与汞发生化合反应生成固体硫化汞(HgS)。写出硫和汞反应的文字表达式________________________________________；
用分子、原子的观点解释体温计测量体温时汞柱上升的现象___ _________。
21．为了履行国际社会的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国政府决定自起在全国范围内禁止使用“CTC”作为清洗剂。“CTC”又称作四氯化碳，是常用的服装干洗剂，也是修正液（又称涂改液）中的一种溶剂，还是一种优良的灭火剂。根据以上信息回答：
（1）“CTC”的化学式为__________，其中碳元素的化合价为__________。
（2）推测“CTC”的物理性质和化学性质各一种。
物理性质：____________________________________________；
化学性质：____________________________________________。
22．右图表示的是地壳里所含各种元素的质量分数。
请根据右图回答下列问题：
（1）地壳中含量最多的非金属元素是_____；
（2）图中表示出的金属元素共有______种；
（3）地壳中Al元素的含量为___________%；
（4）地壳中含量最多的非金属元素与含量占第二位的
金属元素之间，形成化合物的化学式可以是________。
三．
23．通常情况下，氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，
形成的溶液是氨水。实验室用加热氯化氨和消石灰的固体混合物制取氨气。下图是实验室常用的装置。请回答下列问题。
（1）实验室制取氨气的发生装置，可选用 （填装置编号）；
（2）收集氨气，应采用的装置为 （填装置编号）；
（3）实验室制取氨气时，为防止多余的氨气逸散到空气中，可用__________（填物质名称）吸收。最好选用下列_______装置吸收，理由是_________________________。
四．
24．在公共场所有如右图广告，请回答下列问题：
(1)该化肥中所含主要物质的化学式是 ；
(2)纯碳酸氢铵(NH4HCO3)中氮元素的质量分数是 ，该化肥的纯度（即化肥中NH4HCO3的质量分数）因故缺损了，请你补上 （计算结果小数点后保留一位小数）。
25．1989年世界卫生组织把铝列为食品污染源之一，每人每日的摄入量控制在以下。若在米面食品中加入明矾（胆矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，相对分子质量为474），请回答下列问题：
（1）人从食物中摄入的铝指的是 （填字母）。
A．铝元素 B．铝单质 C．铝合金 D．只有明矾
（2）明矾中各元素的质量比K∶Al∶S∶O∶H＝ ；铝元素的质量分数为 ______________（计算结果精确到0.1%）。
（3）如果某人一天吃了上述面食品，通过计算说明其摄入的铝的量是否超过安全摄入量?
参考答案
一．
1．A 2．C 3．B 4．A 5．D 6．D 7．A 8．A 9．B 10．D 11．A
12．A 13．D 14．C 15．A 16．B
二．
17.略。
18. （1）门捷列夫 （2） 得到 （3）Na2O（Na2O2）
19． (1)化合物 (2)A2+B2 点燃 2AB(或A2+B2 点燃 2BA)
20.略
21．（1）CCl4；+4（2）易挥发；不可燃，不助燃 22．略
三．
23（1）A （2）E （3）水；B；吸收效果好，防止倒吸
四．
24．NH4HCO3；17.7%；96.0%
25．A；39∶27∶64∶320∶24；5.7%；超过