高中化学确定元素化合价的方法

一、相对式量法

根据相对式量确定元素化合价时,首先要会写物质的化学式。当某元素R的化合价为

,则其卤化物、硝酸盐、醋酸盐、氢氧化物等一价阴离子的化合物通式为

等),而其氧化物、硫酸盐、碳酸盐等二价阴离子的化合物的化学式则有2种情况:

当n为奇数时,化学式为

当n为偶数时,化学式为

例1、某金属元素最高价氧化物的水化物的相对分子质量为

,其最高价氧化物的相对分子质量为

,若此元素的最高正价为n,则

关系可能是(    )

A.

B.

C.

D.

解析:从题给的信息可知

为二价阴离子,存在化学式有2种情况,当n为奇数时,化学式为

当n为偶数时,化学式为

正确答案A、B。

二、分类讨论法

某些试题中,已知条件少,开放性大,答案多个,这就要求学生能够根据题给条件,分类别进行讨论,从而得出正确的结论。

例2、某单质能与浓硫酸反应,若参加反应的单质与硫酸的物质的量比为1:2,则该元素在反应中所显示的化合价可能是(    )

A. +1

B. +2

C. +3

D. +4

解析:单质分为金属和非金属两类,因而分2种情况讨论,设金属M为x价,非金属R为y价,得:

x、y为偶数时:

x、y为奇数时:

答案B、D。

三、结构判断法

在共价化合物里,某元素一个原子形成了几个极性共用电子时,该元素的化合价就是几,电子对偏向该元素则显负价,偏离该元素则显正价。

例3、三聚氰酸

可用于消除汽车尾气中氮氧化物(如

)。当加热至一定温度时它发生如下分解:

。HNCO(异氰酸,其结构是H-N=C=O)能和

反应生成

。试写出HNCO和NO反应的化学方程式,指明HNCO中各元素的化合价,标出电子转移的方向和数目。

解析:考生虽然不认识三聚氰酸、异氰酸,但是只要从H-N=C=O结构中,准确判断出N的化合价,问题就迎刃而解了。从元素周期律可知非金属性O>N>C,又从异氰酸结构可知C有4个共价键,肯定为+4价,O有2个共价键为-2价,H为+1价,那么N一定为-3价,即

,它与NO发生的反应是典型的归中反应:

四、价态组合法

化合价有正负之分,变价之意。对于一些含变价元素的复杂物质,确定其化合价时应先把元素可能呈现的几种价态逐一组合,然后根据化合价规则求解。

例4、录象用高性能磁粉的主要材料之一是由3种元素组成的化学式为

的化合物,已知氧为-2价,钴(Co)和铁可能呈现+2价和+3价。该化合物中每种元素只有一种化合价,x值为_________,铁的化合价为_________,钴的化合价为_________。

解析:在

中氧为-2价,钴、铁有变价。因各元素只有一种价态,故将价态分别组合后可求得x=1,Co为+2价,Fe为+3价。

五、转换角度法

转换思维切入的角度,会使思维进入豁然开朗的境界。

例5、X、Y、Z、W、Q均为含氮的化合物,我们不了解它们的化学式,但知道它们一定条件下有如下的转换关系(未配平)。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

这5种化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为(    )

A. QWZXY

B. XYWZQ

C. WYZQX

D. ZXWYQ

解析:如果期望先推出W、Q、X、Y、Z各为何种含氮化合物,再排定氮元素化合价高低,其结果只能是无功而返。此时,最好的方式是转换思维角度,运用氧化还原反应的规律(升降规律、歧化规律、归中规律)分析题目转化关系:由(1)得出X高于W,氧升高则X、W氮化合价必降低。分析(3),硫化合价升高,则Y到Z氮化合价必降低。再分析(2)和(4),W介于Z和Y之间;Z介于Q和Y之间。最后分析(5),铜化合价升高,则X到Y氮化合价必降低,有X>Y。所以结论为X>Y>W>Z>Q。答案为B。

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