第二节 物质组成的表示
知识梳理
1.元素
(1)定义：元素是具有相同________的一类原子的总称。
(2)地壳中含量居前五位的元素为：________、________、________、________、________。
答案：(1)核电荷数 (2)氧 硅 铝 铁 钙 (3)是同类原子的总称，只讲种类，不讲个数，无数量的多少含义 是微观粒子，既讲种类，又讲个数，有数量的含义 元素的概念建立在原子的基础上，元素是同一类原子的总称，原子的核电荷数(质子数)决定元素的种类，原子的最外层电子数决定元素的化学性质
2.元素符号
(1)元素符号的第一个字母________，第二个字母________，即“一大二小”
。
(2)元素符号的意义：①________，②________。
答案：大写 小写 表示一种元素 表示这种元素的一个原子
3.化学式
(1)定义：用元素符号来表示________的式子叫做化学式。
答案：(1)物质组成 (2)元素种类 一个分子 各元素的原子数目 原子个数比
4.化合价
(1)化合价标在化学式中各元素符号或原子团的正上方，一般把________写在前面，________写在后面。例如：H2O。
(2)化合物中，正、负化合价的代数和为_________。
(3)化合价的一般规律
①金属元素与非金属元素化合时，金属元素显_________，非金属元素显_________。 ②某些元素在不同的物质中可显不同的化合价。
③单质中元素的化合价为_________。
答案：(1)“+” “-” 价数 (2)零 (3)正价 负价 零
5.掌握有关化学式的计算：
(1)计算物质的相对分子质量
相对分子质量=_________
(2)计算物质组成元素的质量比 12
化学式中各元素的质量比=_________
(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=_________
答案：(1)(各个相对原子质量×原子个数)之和 (2)各元素的相对原子质量之比×原子个数之比该元素的相对原子质量×100% 化合物的相对分子质量
疑难突破
1.元素、物质、分子、原子之间有怎样的关系，如何正确地使用这些化学用语？
剖析：从宏观上看，物质是由元素组成的，从微观上看，物质是由分子、原子、离子等微粒构成的。元素是宏观的概念，只有种类之分，没有个数之分。在讨论物质的组成成分时，应该用“„„由某元素组成”来描述，其中只涉及种类而没有数量多少的含义。原子、分子、离子是微观的概念。当讨论物质的微观结构时，就应该用原子(或分子、离子)来描述，不仅要讲种类而且要讲“个数”。故在讨论物质的组成和结构时，应注意规范地运用这些概念。
2.如何计算混合物中某元素的质量分数？例如有一不纯的硝酸铵(NH4NO3)样品，经分析知氮元素的质量分数为33.6%(杂质不含氮元素)，求样品中硝酸铵的质量分数。
剖析：若设混合物中某化合物的质量分数为a，化合物中某元素的质量分数为b,混合物中某元素的质量分数为c，则它们之间有如下的计算关系
:
若已知a,b的值，求c，则其计算方法是: c=某元素的质量纯净物的质量b100%×100%=ab 混合物的质量纯净物的质量a
33.6%混合物中氮元素的质量分数×100%=×100%=96% 35%硝酸铵中氮元素的质量分数样品中硝酸铵的质量分数=
问题探究
问题 人们常用“固体酒精”给火锅加热。小明同学在学习完元素的知识后决定探究一下“固体酒精”中都含有哪些元素？
猜想：小明猜想“固体酒精”中含有碳元素和氧元素。
实验探究：
需要进一步讨论的问题：由燃尽后的残留物推断，固体酒精中不仅含有碳、氢、氧元素，还可能含有其他的元素。
典题精讲
A.金属 B.非金属 C.元素 D.原子
思路解析 本题给出的“钙、磷、铁、锌”的化学性质都比较活泼，在奶粉中是以化合物的形式存在。因此不可能是金属单质和非金属单质。在化合物中，核电荷数相同的原子和离子都属同种元素。所以矿泉水、药品、化肥包装上用元素符号标出的含量都是指元素的含量或质量分数。
答案：C
例2 下列符号中，只有微观意义，没有宏观意义的是( )
A.H2O B. H2 C.H D.2H
思路解析 化学式和元素符号，既有宏观意义，又有微观意义。H可以表示氢元素，又可以表示一个氢原子。但由于元素是一个宏观概念不计个数，所以当元素符号前的化学计量数不为1时，只能表示几个原子，而不再具有宏观意义,所以2H只表示两个氢原子。当元素符号和化学式前化学计量数不为1时，它们就只有微观意义，该化学计量数表示微现粒子的个数。 答案：D
例3 (2010辽宁沈阳课改) 2010年3月，国家质检局查出一些辣椒酱、番茄酱等食品中含有工业染色剂“苏丹红一号”，人食用后可能致癌。“苏丹红一号”的化学式为C16H12N2O，下列有关“苏丹红一号”的说法中正确的是( )
A.“苏丹红一号”属于氧化物
B.“苏丹红一号”由30个原子构成
C.“苏丹红一号”的相对分子质量为248
D.“苏丹红一号”属于有机高分子化合物
思路解析 氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，而“苏丹红一号”是由
C、H、O、N四种元素组成的化合物。“苏丹红一号”是由C16H12N2O分子构成，1个C16H12N2O分子是由31个原子构成的。相对分子质量是化学式中各原子的相对原子质量的总和，则C16H12N2O的相对分子质量=12×16+1×12+14×2+16=248。它的相对分子质量比较小，通常称为小分子，而不是有机高分子化合物。
答案：C
例4 已知在氮的氧化物中，氮元素与氧元素的质量比为7∶20，求此氧化物的化学式。 思路解析 此题是根据化学式计算各元素的质量比的逆运算。若设氮的氧化物的化学式为NxOy，则列式:14x∶ 16y=7∶20,x∶y=2∶5,所以其化学式为N2O5。
答案：解：设氮的氧化物的化学式为NxOy，
由两元素的质量比列式：14x∶ 16y=7∶20，
解得x∶y=2∶5。
该氮的氧化物的化学式为N2O5。
知识导学
在学习元素时，大家要充分复习前面单元中“原子”的相关知识，掌握物质的微观构成和原子的结构，便于更好地对比理解本节知识。
学习元素的概念时要把握决定元素种类的是核内质子数，与核内中子数以及核外电子数无关。
目前已知的元素种类有100余种，还有很多种人工元素。参见元素周期表。
对比分析元素和原子的区别和联系，深化对两个概念的认识。把握两者的使用范围：元素描述物质的宏观组成，而原子描述物质的微观构成。元素只讲种类，不讲个数，而原子既讲种类，又讲个数。
元素符号主要来自于元素的拉丁文名称，可以参阅英文词典查看常见元素的英文名称，例如氧是oxygen。
预习后面化学式的知识还可以知道某些元素符号还能表示由原子直接构成的物质。 对化学式表示的意义主要从宏观和微观两个方面来认识，宏观上从物质和元素两个概念来理解，微观上从分子、原子的水平来理解。
解和灵活运用三类计算，解决实际问题。
疑难导析
要从宏观和微观两个角度分析：
在宏观上要说明物质与元素的关系，在微观上要说明物质与分子、原子、离子等微粒之间的关系。
要阐述元素与原子、分子、离子哪个是宏观的概念，哪个是微观的概念；怎样描述元素；怎样描述原子、分子、离子。
该类型的题目涉及3种质量分数，所以首先要明确这三种质量分数是指：混合物中某物质的质量分数、物质中某元素的质量分数和混合物中某元素质量分数。由左侧的公式可以得到混合物中某物质的质量分数×物质中某元素的质量分数=混合物中某元素质量分数。利用此公式即可解答此类问题。解答此类题目还要注意:①要理清物质之间的从属关系，弄懂问题的实质，才能利用公式快速求解；②只有此混合物中的杂质一定不含该元素，才能运用此公式进行计算；③解题时，先找出公式中的每个量，弄清楚这些量之间的关系，再根据公式求算。
问题导思
在学习完元素的知识后应该树立元素观，该问题的提出说明该同学在用元素观来看待物质的组成，并且很细致地观察生活。
探究物质元素组成时，可从物质反应后的生成物中加以判断，有时还要结合定量计算。问题中要判断固体酒精中的元素组成，则根据二氧化碳和水这两种生成物加以判断。二氧化碳中含有碳元素，则固体酒精中含有碳元素；水中含有氢元素，则固体酒精中含有氢元素。 所设计的实验也是简单易行的。也可以使用更加复杂的实验设计，从而定量地测定，例如用一定量石灰水吸收二氧化碳，用干燥剂浓硫酸吸收水。
典题导考
绿色通道 元素在自然界中存在有两种形式，一种是单质，一种是在化合物中。通常向动植物补充的锌、铁、钙等都是指元素，而不是指锌、铁、钙的金属单质。
典题变式 喜哈哈牌天然矿泉水的成分:含钠46.31 mg·L-1,含钙35.11 mg·L-1，含碘0.05 mg·L-1„, 这里所标的各成分是指( )
A.单质 B.元素 C.原子 D.纯净物 答案：B
绿色通道 元素符号和化学式这些化学用语，有时表示宏观意义，有时表示微观意义，但一定要注意不同条件下的使用范围。最常见的就是前面如果有了化学计量数，则只表示微观意义。
典题变式 下列符号既能表示一种元素，又能表示这种元素的一个原子，还能表示由这种元
素组成的单质，它是( )
A.Fe B.Cl C.N D. H2
答案：A
绿色通道 规范使用化学用语要注意:1.宏观与微观要合理搭配，注意语言的层次性，如由分子构成的物质，其分子是由原子构成的，但不能说该物质是由原子构成的。2.化学式是一个整体，不能分割认识。
典题变式 2003年10月16日，我国载人飞船“神舟”五号在预定区域成功着陆，其中运载火箭的主要燃料是偏二甲肼(分子式为C2H6N2)。下列有关偏二甲肼组成的叙述中，正确的是( )
A.偏二甲肼是由2个碳原子、4个氢分子和1个氮分子构成
B.偏二甲肼是由2个碳原子、6个氢分子和2个氮分子构成
C.偏二甲肼是由碳、氢、氮三种元素组成的
D.偏二甲肼中碳、氢、氮三种元素的质量比为1∶4∶1
答案：C
绿色通道 此类题目主要根据有关化学式的计算公式，把要求解的量设为未知数，列出方程式，即可求解。
典题变式 已知X,Y两种元素的相对原子质量之比为7∶2，仅由这两种元素组成的化合物里，X,Y两元素的质量之比为7∶3，若Y元素显-n价，则此化合物中X元素的化合价为________。 答案：
3n 2
第二节 物质组成的表示
知识梳理
1.元素
(1)定义：元素是具有相同________的一类原子的总称。
(2)地壳中含量居前五位的元素为：________、________、________、________、________。
答案：(1)核电荷数 (2)氧 硅 铝 铁 钙 (3)是同类原子的总称，只讲种类，不讲个数，无数量的多少含义 是微观粒子，既讲种类，又讲个数，有数量的含义 元素的概念建立在原子的基础上，元素是同一类原子的总称，原子的核电荷数(质子数)决定元素的种类，原子的最外层电子数决定元素的化学性质
2.元素符号
(1)元素符号的第一个字母________，第二个字母________，即“一大二小”
。
(2)元素符号的意义：①________，②________。
答案：大写 小写 表示一种元素 表示这种元素的一个原子
3.化学式
(1)定义：用元素符号来表示________的式子叫做化学式。
答案：(1)物质组成 (2)元素种类 一个分子 各元素的原子数目 原子个数比
4.化合价
(1)化合价标在化学式中各元素符号或原子团的正上方，一般把________写在前面，________写在后面。例如：H2O。
(2)化合物中，正、负化合价的代数和为_________。
(3)化合价的一般规律
①金属元素与非金属元素化合时，金属元素显_________，非金属元素显_________。 ②某些元素在不同的物质中可显不同的化合价。
③单质中元素的化合价为_________。
答案：(1)“+” “-” 价数 (2)零 (3)正价 负价 零
5.掌握有关化学式的计算：
(1)计算物质的相对分子质量
相对分子质量=_________
(2)计算物质组成元素的质量比 12
化学式中各元素的质量比=_________
(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=_________
答案：(1)(各个相对原子质量×原子个数)之和 (2)各元素的相对原子质量之比×原子个数之比该元素的相对原子质量×100% 化合物的相对分子质量
疑难突破
1.元素、物质、分子、原子之间有怎样的关系，如何正确地使用这些化学用语？
剖析：从宏观上看，物质是由元素组成的，从微观上看，物质是由分子、原子、离子等微粒构成的。元素是宏观的概念，只有种类之分，没有个数之分。在讨论物质的组成成分时，应该用“„„由某元素组成”来描述，其中只涉及种类而没有数量多少的含义。原子、分子、离子是微观的概念。当讨论物质的微观结构时，就应该用原子(或分子、离子)来描述，不仅要讲种类而且要讲“个数”。故在讨论物质的组成和结构时，应注意规范地运用这些概念。
2.如何计算混合物中某元素的质量分数？例如有一不纯的硝酸铵(NH4NO3)样品，经分析知氮元素的质量分数为33.6%(杂质不含氮元素)，求样品中硝酸铵的质量分数。
剖析：若设混合物中某化合物的质量分数为a，化合物中某元素的质量分数为b,混合物中某元素的质量分数为c，则它们之间有如下的计算关系
:
若已知a,b的值，求c，则其计算方法是: c=某元素的质量纯净物的质量b100%×100%=ab 混合物的质量纯净物的质量a
33.6%混合物中氮元素的质量分数×100%=×100%=96% 35%硝酸铵中氮元素的质量分数样品中硝酸铵的质量分数=
问题探究
问题 人们常用“固体酒精”给火锅加热。小明同学在学习完元素的知识后决定探究一下“固体酒精”中都含有哪些元素？
猜想：小明猜想“固体酒精”中含有碳元素和氧元素。
实验探究：
需要进一步讨论的问题：由燃尽后的残留物推断，固体酒精中不仅含有碳、氢、氧元素，还可能含有其他的元素。
典题精讲
A.金属 B.非金属 C.元素 D.原子
思路解析 本题给出的“钙、磷、铁、锌”的化学性质都比较活泼，在奶粉中是以化合物的形式存在。因此不可能是金属单质和非金属单质。在化合物中，核电荷数相同的原子和离子都属同种元素。所以矿泉水、药品、化肥包装上用元素符号标出的含量都是指元素的含量或质量分数。
答案：C
例2 下列符号中，只有微观意义，没有宏观意义的是( )
A.H2O B. H2 C.H D.2H
思路解析 化学式和元素符号，既有宏观意义，又有微观意义。H可以表示氢元素，又可以表示一个氢原子。但由于元素是一个宏观概念不计个数，所以当元素符号前的化学计量数不为1时，只能表示几个原子，而不再具有宏观意义,所以2H只表示两个氢原子。当元素符号和化学式前化学计量数不为1时，它们就只有微观意义，该化学计量数表示微现粒子的个数。 答案：D
例3 (2010辽宁沈阳课改) 2010年3月，国家质检局查出一些辣椒酱、番茄酱等食品中含有工业染色剂“苏丹红一号”，人食用后可能致癌。“苏丹红一号”的化学式为C16H12N2O，下列有关“苏丹红一号”的说法中正确的是( )
A.“苏丹红一号”属于氧化物
B.“苏丹红一号”由30个原子构成
C.“苏丹红一号”的相对分子质量为248
D.“苏丹红一号”属于有机高分子化合物
思路解析 氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，而“苏丹红一号”是由
C、H、O、N四种元素组成的化合物。“苏丹红一号”是由C16H12N2O分子构成，1个C16H12N2O分子是由31个原子构成的。相对分子质量是化学式中各原子的相对原子质量的总和，则C16H12N2O的相对分子质量=12×16+1×12+14×2+16=248。它的相对分子质量比较小，通常称为小分子，而不是有机高分子化合物。
答案：C
例4 已知在氮的氧化物中，氮元素与氧元素的质量比为7∶20，求此氧化物的化学式。 思路解析 此题是根据化学式计算各元素的质量比的逆运算。若设氮的氧化物的化学式为NxOy，则列式:14x∶ 16y=7∶20,x∶y=2∶5,所以其化学式为N2O5。
答案：解：设氮的氧化物的化学式为NxOy，
由两元素的质量比列式：14x∶ 16y=7∶20，
解得x∶y=2∶5。
该氮的氧化物的化学式为N2O5。
知识导学
在学习元素时，大家要充分复习前面单元中“原子”的相关知识，掌握物质的微观构成和原子的结构，便于更好地对比理解本节知识。
学习元素的概念时要把握决定元素种类的是核内质子数，与核内中子数以及核外电子数无关。
目前已知的元素种类有100余种，还有很多种人工元素。参见元素周期表。
对比分析元素和原子的区别和联系，深化对两个概念的认识。把握两者的使用范围：元素描述物质的宏观组成，而原子描述物质的微观构成。元素只讲种类，不讲个数，而原子既讲种类，又讲个数。
元素符号主要来自于元素的拉丁文名称，可以参阅英文词典查看常见元素的英文名称，例如氧是oxygen。
预习后面化学式的知识还可以知道某些元素符号还能表示由原子直接构成的物质。 对化学式表示的意义主要从宏观和微观两个方面来认识，宏观上从物质和元素两个概念来理解，微观上从分子、原子的水平来理解。
解和灵活运用三类计算，解决实际问题。
疑难导析
要从宏观和微观两个角度分析：
在宏观上要说明物质与元素的关系，在微观上要说明物质与分子、原子、离子等微粒之间的关系。
要阐述元素与原子、分子、离子哪个是宏观的概念，哪个是微观的概念；怎样描述元素；怎样描述原子、分子、离子。
该类型的题目涉及3种质量分数，所以首先要明确这三种质量分数是指：混合物中某物质的质量分数、物质中某元素的质量分数和混合物中某元素质量分数。由左侧的公式可以得到混合物中某物质的质量分数×物质中某元素的质量分数=混合物中某元素质量分数。利用此公式即可解答此类问题。解答此类题目还要注意:①要理清物质之间的从属关系，弄懂问题的实质，才能利用公式快速求解；②只有此混合物中的杂质一定不含该元素，才能运用此公式进行计算；③解题时，先找出公式中的每个量，弄清楚这些量之间的关系，再根据公式求算。
问题导思
在学习完元素的知识后应该树立元素观，该问题的提出说明该同学在用元素观来看待物质的组成，并且很细致地观察生活。
探究物质元素组成时，可从物质反应后的生成物中加以判断，有时还要结合定量计算。问题中要判断固体酒精中的元素组成，则根据二氧化碳和水这两种生成物加以判断。二氧化碳中含有碳元素，则固体酒精中含有碳元素；水中含有氢元素，则固体酒精中含有氢元素。 所设计的实验也是简单易行的。也可以使用更加复杂的实验设计，从而定量地测定，例如用一定量石灰水吸收二氧化碳，用干燥剂浓硫酸吸收水。
典题导考
绿色通道 元素在自然界中存在有两种形式，一种是单质，一种是在化合物中。通常向动植物补充的锌、铁、钙等都是指元素，而不是指锌、铁、钙的金属单质。
典题变式 喜哈哈牌天然矿泉水的成分:含钠46.31 mg·L-1,含钙35.11 mg·L-1，含碘0.05 mg·L-1„, 这里所标的各成分是指( )
A.单质 B.元素 C.原子 D.纯净物 答案：B
绿色通道 元素符号和化学式这些化学用语，有时表示宏观意义，有时表示微观意义，但一定要注意不同条件下的使用范围。最常见的就是前面如果有了化学计量数，则只表示微观意义。
典题变式 下列符号既能表示一种元素，又能表示这种元素的一个原子，还能表示由这种元
素组成的单质，它是( )
A.Fe B.Cl C.N D. H2
答案：A
绿色通道 规范使用化学用语要注意:1.宏观与微观要合理搭配，注意语言的层次性，如由分子构成的物质，其分子是由原子构成的，但不能说该物质是由原子构成的。2.化学式是一个整体，不能分割认识。
典题变式 2003年10月16日，我国载人飞船“神舟”五号在预定区域成功着陆，其中运载火箭的主要燃料是偏二甲肼(分子式为C2H6N2)。下列有关偏二甲肼组成的叙述中，正确的是( )
A.偏二甲肼是由2个碳原子、4个氢分子和1个氮分子构成
B.偏二甲肼是由2个碳原子、6个氢分子和2个氮分子构成
C.偏二甲肼是由碳、氢、氮三种元素组成的
D.偏二甲肼中碳、氢、氮三种元素的质量比为1∶4∶1
答案：C
绿色通道 此类题目主要根据有关化学式的计算公式，把要求解的量设为未知数，列出方程式，即可求解。
典题变式 已知X,Y两种元素的相对原子质量之比为7∶2，仅由这两种元素组成的化合物里，X,Y两元素的质量之比为7∶3，若Y元素显-n价，则此化合物中X元素的化合价为________。 答案：
3n 2