届高考化学二轮复习考点讲解第5讲物质结构和元素周期律.docx
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届高考化学二轮复习考点讲解第5讲物质结构和元素周期律
第5讲 物质结构和元素周期律
[考纲要求]
1.了解相对原子质量,相对分子质量的定义,并能进行有关计算。
2.了解元素、核素和同位素的含义。
3.了解原子的构成。
了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
4.掌握元素周期律的实质。
了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
5.了解原子核外电子排布规律。
6.以第三周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
7.以第ⅠA和第ⅦA族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。
8.了解金属、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。
9.了解化学键的定义。
了解离子键、共价键的形成。
考点一|原子结构与微粒间的作用力
授课提示:
对应学生用书第26页
[明要点·查漏补缺]
1.明确微粒间“三个”数量关系
中性原子:
核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数。
阴离子:
核外电子数=质子数+所带的电荷数。
阳离子:
核外电子数=质子数-所带的电荷数。
2.“四同”的判断方法
判断的关键是抓住描述的对象。
(1)同位素——原子,如
H、
H、
H。
(2)同素异形体——单质,如O2、O3。
(3)同系物——有机化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3。
(4)同分异构体——有机化合物,如正戊烷、新戊烷。
3.注意易混淆的问题
(1)同种元素,可以有若干种不同的核素,即核素种类远大于元素种类。
(2)元素有多少种核素,就有多少种原子。
(3)同位素是同一元素不同原子的互相称谓,不指具体原子。
(4)同一元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同,其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有差异。
4.巧记10e-、18e-微粒
10电子体和18电子体是元素推断题的重要突破口。
以Ne为中心记忆10电子体:
以Ar为中心记忆18电子体:
此外,由10电子体中的CH4、NH3、H2O、HF失去一个H剩余部分的—CH3、—NH2、—OH、—F为9电子体,两两组合得到的物质如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也为18电子体。
■思维深化——做一做
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)质子数为35、中子数为45的溴原子:
Br。
( )
(2)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数。
( )
(3)
U和
U是中子数不同、质子数相同的同种核素。
( )
(4)14C可用于文物的年代鉴定,14C与12C互为同素异形体。
( )
(5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。
( )
(6)
Cl与
Cl得电子能力相同。
( )
(7)H3O+和OH-中具有相同的质子数和电子数。
( )
(8)核聚变如
H+
H―→
He+
n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学变化。
( )
(9)Ne、CH4、H2O、OH-、F-、—CH3、—OH均是10电子微粒。
( )
答案:
(1)√
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)×
[题组练·对点提能]
题组一 辨析概念 比较数量
1.中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝。
关于
Lv的叙述错误的是( )
A.原子序数是116 B.中子数是177
C.核外电子数是116D.相对原子质量是293
答案:
D
2.下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )
A.H3O+和OH-B.CO和N2
C.HNO2和NO
D.CH
和NH
解析:
本题考查微粒中电子数目的计算。
CH
中的电子数为8,NH
中电子数为10,二者不相等。
答案:
D
题组二 “10e-、18e-”微粒在推断题中的应用
3.已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的,它们之间有如图所示的转化关系,且A是一种含有18电子的微粒,C是一种含有10电子的微粒。
请完成下列各题:
(1)若A、D均是气态单质分子,写出A与B反应的化学方程式:
__________________________________。
(2)若B、D属同主族元素的单质分子,写出C的电子式:
___________________。
(3)若A、B均是含2个原子核的微粒,其中B中含有10个电子,D中含有18个电子,则A、B之间发生反应的离子方程式为____________________________________。
(4)若D是一种含有22电子的分子,则符合如图关系的A的物质有______________________________(写物质的化学式,如果是有机物则写相应的结构简式)。
答案:
(1)2F2+2H2O===4HF+O2
(2)H
(3)HS-+OH-===S2-+H2O
(4)CH3CH3、CH3OH
题组三 微粒组成及相互作用力
4.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)当化合物中只存在离子键时,该化合物是离子化合物。
( )
(2)共价化合物中一定只存在共价键。
( )
(3)在离子化合物中一定存在金属元素,而共价化合物中一定不存在金属元素。
( )
(4)氢化物一定是共价化合物。
( )
(5)离子晶体熔化时破坏离子键,原子晶体熔化时破坏共价键,而分子晶体熔化时破坏分子间作用力。
( )
(6)H2O的稳定性大于H2S,是因为H2O分子间存在氢键。
( )
答案:
(1)√
(2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
5.将Na、Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4分别加热熔化,需要克服相同类型作用力的物质有( )
A.2种B.3种
C.4种D.5种
答案:
C
题组四 练真题·明考向
6.(2017·北京高考卷)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“
”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。
下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是
Ts
答案:
D
[备考导向]
原子结构主要是以最新科技成果或新材料为知识载体,考查核素的各数目之间的关系,全国新课标卷近五年几乎没有考查,在各省市高考中经常出现,预计今后全国课标卷高考中会出现,而化学键主要在元素推断题中以单选项的形式考查,化学键的类型及其与物质类别的关系。
[创新练·押题预测]
1.天然铊有两种稳定同位素
Tl和
Tl。
下列有关铊的同位素说法中,不正确的是( )
A.
Tl和
Tl质子数相同
B.
Tl和
Tl互为同素异形体
C.
Tl和
Tl中子数之差为2
D.
Tl原子核内中子数与核外电子数之差为43
解析:
Tl和
Tl质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,
Tl原子核内中子数与核外电子数之差为205-81×2=43。
答案:
B
2.核磁共振技术在临床诊断中的应用越来越多。
已知原子核内质子数与中子数有如下三种情况:
①均为偶数;②均为奇数;③一个为偶数,另一个为奇数。
其中②③原子核能发生核磁共振,则下列说法错误的是( )
A.D、T两种核素均能发生核磁共振
B.6Li、14C、25Mg均能发生核磁共振
C.第ⅤA族元素的原子均能发生核磁共振
D.若n为自然数,2n+1X一定能发生核磁共振
解析:
由题意知,D、T两种核素的质子数是奇数,中子数分别为奇数、偶数,故A项正确;14C的质子数、中子数都是偶数,故B项错误;第ⅤA族元素的原子质子数都是奇数,中子数都是偶数或奇数,故C项正确;D项中n为自然数,2n+1X中质量数为奇数,质子数或中子数可以是奇数,故D项正确。
答案:
B
考点二|正确把握元素周期表 准确运用元素周期律
授课提示:
对应学生用书第27页
[明要点·查漏补缺]
1.强化记忆元素周期表的结构
2.理清原子序数与元素位置的“序数差值”规律
(1)同周期相邻主族原子的“序数差值”规律
①除第ⅡA族和第ⅢA族外,其余同周期相邻元素序数差为1。
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族为相邻元素,其原子序数差:
第二、三周期相差1,第四、五周期相差11,第六、七周期相差25。
(2)同主族相邻元素的“序数差值”规律
①第二、三周期的同主族元素原子序数相差8。
②第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况:
第ⅠA族、ⅡA族相差8,其他族相差18。
③第四、五周期的同族元素原子序数相差18。
④第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差18,镧系之后的相差32。
⑤第六、七周期的同族元素原子序数相差32。
3.“三看”比较微粒半径大小
在中学化学要求的范畴内,可按“三看”规律来比较粒子半径的大小:
“一看”电子层数:
当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
例:
r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)
r(O2-)<r(S2-)<r(Se2-)<r(Te2-)
r(Na)>r(Na+)
“二看”核电荷数:
当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
例:
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
“三看”核外电子数:
当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
例:
r(Cl-)>r(Cl) r(Fe2+)>r(Fe3+)
4.金属性、非金属性判断的三种模型
5.“跳出”六个认识误区
(1)误认为主族元素的最高正价一定等于族序数(F无正价,O无最高正价)。
(2)误认为元素的非金属性越强,其氧化物对应水化物的酸性就越强(HClO、H2SO3是弱酸,忽略了关键词“最高价”)。
(3)误认为失电子难的原子得电子的能力一定强。
(4)误认为得失电子数多的原子,得失电子的能力一定强。
(5)误认为最高正价和最低负价绝对值相等的元素只有第ⅣA族的某些元素(第ⅠA族的H的最高正价为+1价,最低负价为-1价)。
(6)误认为负极的金属性一定大于正极的金属性。
在利用原电池原理比较元素金属性时,不要忽视介质对电极反应的影响。
■思维深化——做一做
主族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
一
H
二
①
②
③
④
三
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
(1)这些元素中,________(填元素符号,后同)是最活泼的金属元素;________是最活泼的非金属元素;________是最不活泼的元素。
(2)⑪是________(填元素名称),该元素在元素周期表中位置是________。
(3)这些元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________;碱性最强的是________;呈两性的是________。
(4)⑤、⑥、⑦三元素的金属性由强到弱顺序是________________,其最高价氧化物对应的水化物碱性强弱顺序是________________________。
(5)第三周期的主族元素中,原子半径最大的是________,原子半径最小的是________。
离子半径最小的是________。
(6)⑧、⑨、⑩、⑪四元素的非金属性由强到弱顺序为________________,其最高价氧化物对应的水化物酸性强弱顺序是________________________。
氢化物的稳定性强弱顺序是______________________。
(7)氢元素与②、③三种元素既可形成共价化合物,又可形成离子化合物,各列举两个例子,共价化合物:
________、________;离子化合物:
________、________。
(8)如何通过实验比较⑩、⑪两元素非金属性的强弱______________________。
答案:
(1)Na F Ar
(2)氯 第三周期ⅦA族
(3)HClO4 NaOH Al(OH)3
(4)Na>Mg>Al NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
(5)Na Cl Al3+
(6)Cl>S>P>Si HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 HCl>H2S>PH3>SiH4
(7)HNO3 HNO2 NH4NO3 NH4NO2
(8)向氢硫酸(H2S)溶液中通入Cl2,有黄色浑浊产生
[题组练·对点提能]
题组一 元素周期表的结构
1.若某第ⅡB族原子序数为x,那么原子序数为x+1的元素位于( )
A.第ⅢB族 B.第ⅢA族
C.第ⅠB族D.第ⅠA族
答案:
B
2.
在元素周期表中的前四周期,两两相邻的5种元素如图所示,若B元素的核电荷数为a。
下列说法正确的是( )
A.B、D的原子序数之差可能为2
B.E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C.5种元素的核电荷数之和可能为5a+10
D.A、E的原子序数之差可能是7
答案:
C
题组二 元素周期律的应用
3.下列叙述能证明A金属比B金属活动性强的是( )
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C.1molA与酸反应生成的H2比1molB与酸反应生成的H2多
D.常温时,A能从水中置换出氢气,而B不能
答案:
D
4.运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是( )
A.已知Ra是第七周期ⅡA族的元素,故Ra(OH)2碱性比Mg(OH)2强
B.已知As是第四周期ⅤA族的元素,故AsH3比NH3稳定
C.已知Cs的原子半径大于Na的原子半径,故Cs与水反应比Na与水反应更剧烈
D.已知Cl的核电荷数比Al大,故Cl的原子半径比Al的小
解析:
Ra与Mg位于第ⅡA族,金属性:
Ra>Mg,碱性:
Ra(OH)2>Mg(OH)2,A对;As与N位于第ⅤA族,非金属性:
N>As,稳定性:
NH3>AsH3,B错;Cs与Na位于第ⅠA族,金属性:
Cs>Na,与水反应时Cs更加剧烈,C对;Cl与Al位于同一周期,核电荷数越大,原子半径越小,D对。
答案:
B
[练后归纳] 比较微粒半径大小的思维流程
第一步:
先确定各元素在周期表中的相对位置。
第二步:
依规律比大小
1.原子半径:
左大右小(同一周期);下大上小(同一主族)。
2.离子半径
(1)同一周期:
电性不同时,阴大阳小;电性相同时,左大右小。
(2)电子层结构相同时:
Z大r小即质子数越多半径越小。
题组三 元素推断的综合应用
5.下表为元素周期表的一部分。
回答下列问题
(1)Z元素在周期表中的位置为____________________。
(2)表中元素原子半径最大的是(写元素符号)________。
(3)下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是________。
(填字母序号)
a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1molY单质比1molS得电子多
c.Y和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
(4)X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
(5)碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9∶1,烃的电子式为________。
Q与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(6)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。
为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1L2.2mol·L-1NaOH溶液和1molO2,则两种气体的分子式及物质的量分别为________,生成硫酸铜物质的量为________。
解析:
根据元素周期表的结构,可知X为Si元素,Y为O元素;Z为Cl元素。
(1)Cl元素在周期表中位于第三周期ⅦA族。
(2)同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,表中元素原子半径最大的是Si。
(3)a.氧气与H2S溶液反应,溶液变浑浊,生成硫单质,说明氧气的氧化性比硫强,从而说明氧元素的非金属性比硫元素的非金属性强,正确;b.在氧化还原反应中,氧化性的强弱与得失电子数目无关,错误;c.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,根据同主族元素的非金属性递变知,H2O比H2S受热分解的温度高,正确。
(4)根据书写热化学方程式的方法,该反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687kJ·mol-1。
(5)该烃分子中碳、氢质量比为9∶1,物质的量之比为
∶
=
,结合碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃,Q的化学式为Mg2C3,烃的化学式为C3H4,电子式为
Q与水反应的化学方程式为Mg2C3+4H2O===2Mg(OH)2+C3H4↑。
(6)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成NO和NO2,相对分子质量都小于50,符合题意,1molO2参与反应转移电子的物质的量为4mol。
设NO2的物质的量为x,NO的物质的量为y,则x+y=2.2mol,x+3y=4mol,解得x=1.3mol,y=0.9mol。
根据转移电子守恒知,参与反应的铜的物质的量为
mol=2mol,因此生成硫酸铜物质的量为2mol。
答案:
(1)第三周期ⅦA族
(2)Si (3)ac
(4)Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687kJ·mol-1
Mg2C3+4H2O===2Mg(OH)2+C3H4↑
(6)NO:
0.9mol,NO2:
1.3mol 2mol
题组四 练真题·明考向
6.(2017·天津高考卷)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:
H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.图所示实验可证明元素的非金属性:
Cl>C>Si
D.用中文“
”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案:
C
7.(2017·海南高考卷节选)X、Y、L、M为核电荷数依次增大的前20号主族元素。
X2是最轻的气体,Y、L与M三种元素的质子数均为5的倍数。
回答下列问题:
(1)X与L组成的最简单化合物的电子式为________。
(2)X与M组成的物质为________(填“共价”或“离子”)化合物,该物质可作为野外工作的应急燃料,其与水反应的化学方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Y在周期表中的位置是________,其含氧酸的化学式为________。
答案:
(1)
(2)离子 CaH2+2H2O===Ca(OH)2+H2↑
(3)第二周期ⅢA族 H3BO3
[备考导向]
以短周期元素或常见主族元素为载体考查同周期,同主族元素性质的递变规律,以及学生的分析推理能力,特别注意半径大小的比较,及金属性,非金属性强弱的判断。
[创新练·押题预测]
1.下列关于微粒半径的说法正确的是( )
A.电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径
B.核外电子层结构相同的单核微粒半径相同
C.质子数相同但电子数不同的单核微粒,电子数越多,半径越大
D.原子序数越大,原子半径越大
答案:
C
2.下表是元素X和Y的物质性质的比较得出的结论,其中的结论不正确的是( )
选项
性质比较
结论
A
最高价氧化物的水化物X(OH)m比Y(OH)n的碱性强
金属性X比Y强
B
气态氢化物HmX比HnY热稳定性强
非金属性X比Y强
C
X的最高化合价比Y的最高化合价高
金属性X比Y强
D
常温下,X(金属)单质与盐酸反应比Y(金属)单质与水反应更剧烈
不能确定X与Y的金属性强弱关系
答案:
C
考点三|元素“位、构、性”之间的关系及应用
授课提示:
对应学生用书第30页
[明要点·查漏补缺]
(1)根据原子或离子的结构示意图推断
①已知原子结构示意图,可由下列等式确定元素在周期表中的位置和元素的种类:
电子层数=周期数,最外层电子数=主族序数。
如果已知离子的结构示意图,则须将其转化为原子结构示意图来确定。
②电子层结构相同的微粒:
阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前面,阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置,简称“阴前阳下”。
(2)根据元素化合价的特征关系推断
①根据等式确定元素在周期表中的位置:
最高正化合价数=最外层电子数=主族序数(O、F除外)。
②如果已知负化合价(或阴离子的符号),则须用等式先求出最高正化合价:
最高正化合价=8-|负化合价|,再确定元素在周期表中的位置。
(3)根据原子半径的递变规律推断
根据原子半径来推断元素的相对位置:
同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径大,同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。
(4)根据元素的特征来推断元素的位置:
如根据“形成化合物最多的元素”“空气中含量最多的元素”“地壳中含量最多的元素”等特征来推断。
(5)根据稀有气体的原子序数推断
各周期最后的元素都是稀有气体元素,其原子序数的数值实际上等于前几周期的元素种数之和。
熟记这些原子序数,对推断某元素在周期表中的位置很有帮助。
(6)根据元素周期表中短周期特殊结构推断
①元素周期表中第一周期只有两种元素H和He,H元素所在的第ⅠA族左侧无元素分布;②He为0族元素,0族元素为元素周期表的右侧边界,0族元素右侧没有元素分布。
[验能力·定向突破]
1.(2017·全国高考卷Ⅱ)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。
下列叙述正确的是( )
A.原子半径:
d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案:
B
2.(2017·全国高考卷Ⅲ)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。
下列关系正确的是( )
A.氢化物沸点:
W B.氧化物对应水化物的酸性: Y>W C.化合物熔点: Y2X3 D.简单离子的半径: Y 答案: D 3.(2017·全国高考卷Ⅰ)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。 由X、Y和Z三种元素形成
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