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  • 2021-07-05 发布

山东专用2020届高考化学二轮复习专题四原子结构元素周期律表课件

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专题四 原子结构 元素周期律(表) 考点一 原子结构 1.(2019课标Ⅰ,13,6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是   (  ) A.WZ的水溶液呈碱性 B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸 D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构 答案     C 由W、X、Y、Z为同一短周期元素,结合新化合物的结构式可知, X为ⅣA族元素,Z为卤族元素,W为碱金属元素,再由Z的核外最外层电子数是 X核 外电子数的一半可知,Z为Cl、X为Si,进而推知W为Na、Y为P。A项, NaCl的水溶液呈中性,错误;B项,元素的非金属性:Sic>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    由a原子核外电子总数与b原子次外层电子数相同,可以推知a为O; c所在周期数与族序数相同,且c的原子序数大于a,则c为Al;d与a同族,则d为S; 再结合原子序数依次增大,可以推测b为Na或Mg。原子半径:b>c>d>a,A错误; 无论b是Na还是Mg,其金属性都是四种元素中最强的,B正确;Al(OH) 3 为两性 氢氧化物,C错误;同主族元素非金属性自上而下依次减弱,故S的氧化性弱于 O 2 ,D错误。 5. (201 1 山东理综, 13 , 4 分)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是   ( C ) A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高 C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强 D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 答案     C 多数主族元素的最高化合价等于其原子最外层电子数,但有些主 族元素(如F、O)、0族元素、许多过渡元素则不符合此规律,A项错误;电子 运动的区域离核越近,能量越小,B项错误;P、S、Cl位于同周期,非金属性依 次增强,根据同周期主族元素的性质递变规律,C项正确;过渡元素是第三纵列 到第十二纵列的元素,包括七个副族与Ⅷ族,D项错误。 1.元素、核素、同位素的概念及相互关系   2.原子的构成及各微粒之间的数量关系 (1)原子的构成 原子   X)   (2)各微粒间的数量关系   X表示质量数为 A 、质子数为 Z 的一个原子。 1)核电荷数=核内质子数=原子核外电子数; 2)质量数( A )=质子数( Z )+中子数( N ); 3)离子所带电荷=质子数-核外电子总数。 3.能层与能级 (1)能层、能级和最多容纳电子数之间的关系 能层( n ) 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … 最多容 纳的电 子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … 2 8 18 32 … 2 n 2 电子离 核远近 近   远 电子能 量高低 低   高 (2)常见原子轨道电子云轮廓 原子轨道 电子云轮廓形状 轨道个数 s 球形 1 p 哑铃形 3(p x ,p y ,p z ) 4.核外电子排布 (1)基态原子核外电子排布的“三规律” 能量最 低原理 原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道,即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→ 4d→5p→6s … 泡利 原理 每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 洪特 规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单 独占据一个轨道,而且自旋状态相同 表示方法 举例 电子排布式 Cr:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 简化表示式 Cu:[Ar]3d 10 4s 1 价电子排布式 Fe:3d 6 4s 2 电子排布图 (或轨道表达式) O:             (2)表示基态原子核外电子排布的“四方法” 考向一 原子的结构及其应用 1.(2019上海单科,1,2分)元素   Og中文名为(   ),是一种人工合成的稀有气体 元素,下列正确的是   ( A ) A.核外电子数是118  B.中子数是295 C.质量数是177   D.第六周期0族元素 答案     A 根据元素符号   Og可知,Og原子的质量数为295,质子数=核外电 子数=118,中子数=295-118=177,该原子的结构示意图为   ,根据周期 序数=电子层数可知   Og属于第七周期0族元素。 2.(2019河北邢台高三期末)2017年5月9 日中国科学院正式向社会发布113号、 115号、117号和118号元素的中文名称。已知117号元素有多种原子,如   Ts   Ts等。下列说法正确的是( D ) A   Ts和   Ts的化学性质不同 B.Ts位于周期表的第六周期第ⅦA族 C.Ts的相对原子质量为293.5 D   Ts和   Ts质子数相同,中子数不同 答案     D A项   Ts   Ts的质子数均为117,核外电子数均为117,最外层电子 数均为7,化学性质相同,错误;B项,117号元素位于周期表中第七周期第ⅦA 族,错误;C项,Ts的相对原子质量不一定为293.5,错误;D项   Ts、   Ts的质子 数为117,质量数=质子数+中子数,中子数分别为176、177,即二者的质子数相 同,中子数不同,正确。 考向二 利用原子核外电子排布规律推断元素 3.(2019四川外国语质检)有5种元素X、Y、Z、Q、T。X原子M层上有2个未 成对电子且无空轨道;Y原子的特征电子构型为3d 6 4s 2 ;Z原子的L电子层的p能 级上有一个空轨道;Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子;T原子的 M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是( A ) A.X和Q结合生成的化合物为离子化合物 B.T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形 C.元素Y和Q可形成化合物Y 2 O 3 D.ZO 2 是极性键构成的非极性分子 答案     A 5种元素X、Y、Z、Q、T,X原子M层上有2个未成对电子且无空 轨道,则X为S元素;Y原子的特征电子构型为3d 6 4s 2 ,则Y为Fe元素;Z原子的L电 子层的p能级上有一个空轨道,则Z为C元素;Q原子的L电子层的p能级上只有 一对成对电子,则Q是O元素;T原子的M电子层上p轨道半充满,则T是P元素。 A项,X是S元素,Q是O元素,非金属元素之间易形成共价键,只含共价键的化合 物是共价化合物,二氧化硫、三氧化硫中只存在共价键,为共价化合物;B项,T 是P元素,Z是C元素,T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形,分别为白 磷和金刚石;C项,Y是Fe元素,Q是O元素,二者形成的氧化物有氧化亚铁、氧 化铁和四氧化三铁,所以元素Y和Q可形成化合物Fe 2 O 3 ;D项,ZO 2 是CO 2 ,只含 极性键,且二氧化碳分子结构对称,为非极性分子。 4.(2019河北石家庄一模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增 大。W的某种核素不含中子;X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4;X与Z 同主族,且X、Y、Z原子的最外层电子数之和为16。下列说法不正确的是   ( A ) A.W、X、Z三种元素形成的化合物一定为强电解质 B.简单氢化物的稳定性:X>Z>Y C.X与Y形成晶体的基本结构单元为四面体 D.原子半径:Y>Z>X>W 答案     A 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的某种 核素不含中子,则W为H元素;X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4,则L层 电子数分别为3、4或6、8,X与Z为同主族元素,且X、Y、Z原子的最外层电 子数之和为16,若X、Y的L层电子数分别为3、4,则3+3+4 ≠ 16,则X的L层电 子数为6,X为O元素,Z为S元素;Y的最外层电子数为16-6-6=4,且Y的L层电子 数 为8,则Y为Si元素。A项,H 2 SO 3 为弱酸,属于弱电解质,错误;B项,非金属 性:O>S>Si,则简单氢化物的稳定性:X>Z>Y,正确;C项,O、Si形成的化合物为 二氧化硅,二氧化硅晶体的基本结构单元为四面体,正确;D项,原子半径:Y>Z> X>W,正确。 5.(2019陕西渭南高三教学质量检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序 数逐渐增大,W原子的核外电子总数与X原子次外层的电子数相同。X和Y的 简单 阳离子的电子层结构相同,Z的一种含氧酸具有杀菌、消毒和漂白作 用。Y单质可以用于野外焊接钢轨。下列说法正确的是   ( B ) A.简单离子半径:X>Y>Z B.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y C.W、Z的简单氢化物的沸点:WF - ,电子层结构相同 的离子,随着核电荷数增大离子半径依次减小,则离子半径:F - >Na + (或Mg 2+ )> Al 3+ ,综上可得离子半径:Cl - >Na + (或Mg 2+ )>Al 3+ ,故A错误;X和Y位于同一周期, 同周期元素从左到右金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性依次 减弱,则最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,故B正确;W为O,Z为Cl,水分子 间能形成氢键,其沸点高于不能形成氢键的氯化氢,故C错误;氯元素与铝元素 形成的氯化铝为共价化合物,故D错误。 考点二 元素周期律与元素周期表 1.(2019课标Ⅱ,9,6分)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素 周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和 为8。下列说法错误的是   ( D ) A.原子半径:WZ C.Z、W均可与Mg形成离子化合物 D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W 答案     C 设Y的原子序数为 x ,由其他三种元素在元素周期表中与Y的相对 位置可知,Z、X、W的原子序数分别为 x +1、 x +7、 x +10,依题意有: x +( x +10)= 3( x +1),解得 x =7,故X、Y、Z、W四种元素分别是Si、N、O和Cl。O、Cl均可 与Mg形成离子化合物(MgO、MgCl 2 ),C正确;根据元素周期律,可知原子半径: Si>N>O(X>Y>Z),A错误;气态氢化物的稳定性:SiH 4 HNO 3 (Y r (阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由+1→+7(O、F除 外),最低负化合价=-(8-主族序数) 最高正化合价=主族序数(O、F除外) 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 (稀有气体元素除外) 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸 碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 第一电离能 呈增大趋势(ⅡA、ⅤA族元素除外) 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 3.元素周期表中的位置、结构、性质的关系 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质,元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质,故三者之间可相互推断。   考向一 元素周期律及其应用 1.(2019山东德州期末)已知X、Y是同周期主族元素,且电负性:X>Y,下列说 法错误的是   ( B ) A.位置关系:X在Y右侧 B.第一电离能:X一定大于Y C.简单气态氢化物稳定性:X大于Y D.最高价含氧酸的酸性:X强于Y 答案     B A项,X、Y是同周期主族元素,且电负性:X>Y,则原子序数:X>Y,即 X在Y右侧;B项,一般情况下,同一周期元素从左向右第一电离能逐渐增大,但 ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则X的第一电离能不一 定大于Y;C项,非金属性:X>Y,则简单气态氢化物稳定性:X>Y;D项,元素的非 金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:X>Y,则最高价 含氧酸的酸性:X>Y。 2.(2019北京理综,8,6分)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完 善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟 ( 49 In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷( 37 Rb)同 周期。下列说法 不正确 的是   ( D ) A.In是第五周期第ⅢA族元素 B   In的中子数与电子数的差值为17 C.原子半径:In>Al D.碱性:In(OH) 3 >RbOH 答案     D 铟和铷同属第五周期元素,铷在ⅠA族,铟在ⅢA族,铷的金属性比 铟强,所以RbOH的碱性强于In(OH) 3 的碱性,D错误。 3.(2019天津理综,7节选)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周 期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题: (1)砷在元素周期表中的位置               。   Mc的中子数为             。 已知: P(s,白磷)   P(s,黑磷)    Δ H =-39.3 kJ·mol -1 ; P(s,白磷)   P(s,红磷)    Δ H =-17.6 kJ·mol -1 ; 由此推知,其中最稳定的磷单质是         。 (2)氮和磷氢化物性质的比较: 热稳定性:NH 3         PH 3 (填“>”或“<”)。 沸点:N 2 H 4         P 2 H 4 (填“>”或“<”),判断依据是                      。 (3)PH 3 和NH 3 与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对PH 3 与 HI反应产物的推断正确的是         (填序号)。 a.不能与NaOH反应 b.含离子键、共价键 c.能与水反应 答案  (1)第四周期第ⅤA族 173 黑磷 (2)> > N 2 H 4 分子间存在氢键 (3)b、c 解析  (1)质量数=质子数+中子数;结合已知信息,应用盖斯定律可推出P(s,红 磷)   P(s,黑磷)    Δ H =-21.7 kJ·mol -1 ,放热反应中反应物总能量高于生成物 总能量,物质能量越低越稳定,故稳定性:白磷<红磷<黑磷。(2)非金属性:N>P, 故热稳定性:NH 3 >PH 3 ;N 2 H 4 的结构式为   ,分子间存在氢键,故 沸点:N 2 H 4 >P 2 H 4 。(3)NH 4 I可与NaOH反应;NH 4 I中既有离子键,又有共价键; NH 4 I可发生水解反应,由NH 4 I的性质可推测PH 4 I的性质。 方法技巧  “三看”比较微粒半径大小 “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 (O 2- )< r (S 2- )< r (Se 2- )< r (Te 2- ) 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 (O 2- )> r (F - )> r (Na + )> r (Mg 2+ )> r (Al 3+ ) “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 (Fe 2+ )> r (Fe 3+ ) 考向二 周期表片段及其应用 4.(2019上海单科,15,2分)短周期元素m、n、p、q在元素周期表中的排序如 图所示,其中m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应。下列 说法正确的是   ( C ) A.非金属性:m>n B.氢化物稳定性:n

q D.最高价氧化物对应水化物酸性:p>q m n p q 答案     C m的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应,即:NH 3 + HNO 3   NH 4 NO 3 ,则m为氮元素,再结合题给元素周期表结构片段可推知,n 为氧元素,p为硫元素,q为氯元素。A项,同周期主族元素从左到右,非金属性 逐渐增强,故非金属性:m(N)p(S);C项,电子层数目相同的阴离子,核电荷数越 大其离子半径越小,则离子半径:S 2- >Cl - ,即p>q;D项,元素非金属性越强,其最高 价氧化物对应水化物的酸性越强,由于非金属性:p(S)X X Y Z 答案     A Q原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,则Q为C;再根据Q、X、 Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,以及X、Y、Z在周期表中的位 置关系可推知X可能为N或O,Y可能为P或S,Z可能为S或Cl。若Z 为S,则 C、S可形成CS 2 ,A项正确;若Y为P,则最高价氧化物的水化物(H 3 PO 4 )不是强酸, B项错误;N、S和H三种元素可以形成离子化合物(NH 4 ) 2 S,C项错误;若X为O,则 甲烷的沸点比水的低,D项错误。 6.(2019四川蓉城名校期中)如图所示的五种元素中,A、B、C、D为短周期元 素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,下列说法正确的是   ( C ) A.应用高纯度单质A制成光导纤维,可提高信息传输速度 B.B、C、D三种元素的简单氢化物的沸点依次升高 C.由B、C和氢三种元素形成的化合物中可能含有离子键 D.E在元素周期表中的位置是第四周期第ⅣA族,简化电子排布式为[Ar]4s 2 4p 2 B C A D E 答案     C A、B、C、D为短周期元素,由A、B、C、D在周期表中的位置可 知A、D是第三周期元素,B、C是第二周期元素,令A原子的最外层电子数 是 x ,则B、C、D原子的最外层电子数分别是 x +1、 x +2、 x +3,根据题意可列 式: x + x +1+ x +2+ x +3=22,解得 x =4,所以A、B、C、D分别是Si、N、O、Cl,E是 Ge。A项,应用高纯度SiO 2 制成光导纤维,可提高信息传输速度;B项,B、C、D 三种元素的简单氢化物分别为NH 3 、H 2 O、HCl,其沸点从低到高的顺序为 HClC B.热稳定性:A 2 D>AE C.CA为离子化合物,溶于水所得溶液呈碱性 D.实验室制备AE时可选用D的最高价含氧酸 答案     B 短周期主族元素中原子半径最大的是钠元素(Na);化合物AE是常 见强酸,结合原子序数递增,可知A为氢元素(H)、E为氯元素(Cl);又A和D的质 子数之和等于E的核外电子数,则D为硫元素(S);因B和D同主族,则B为氧元素 (O)。B、C的简单离子分别是O 2- 、Na + ,它们的电子排布相同,核电荷数较大 的Na + 半径较小,A项正确;同周期主族元素,从左到右非金属性增强,氢化物的 稳定性增强,故氢化物热稳定性:H 2 SC 答案     C A项,A是地壳中含量最高的元素,即A为O;B为金属元素,它的原子 核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和,原子结构示意图应是   ,即B为Ca;C在第三周期中第一电离能最小,D在第三周期中第一电 离能最大,根据同周期元素从左向右第一电离能有增大的趋势,推出C为Na,D 为Ar。B项,Ca、Na与O形成的化合物可能是CaO、CaO 2 、Na 2 O、Na 2 O 2 等。 C项,O形成的简单离子是O 2- ,Na形成的简单离子为Na + ,电子层结构相同的微 粒半径随核电荷数的增加而减小,故离子半径为O 2- >Na + 。D项,Ca的第一电离 能大于Na的第一电离能。 素养引领·情境命题 1.短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,X的简单阴离子与 锂离子具有相同的电子层结构,Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Q 的单质与稀硫酸剧烈反应生成X的单质。向100 mL X 2 R的水溶液中缓缓通 入RZ 2 气体,溶液pH与RZ 2 体积关系如图。下列说法正确的是   (  )   A.X 2 R溶液的浓度为0.03 mol·L -1 B.最简单气态氢化物的稳定性:Y>Z>R C.工业上通常采用电解法冶炼Q的单质 D.RZ 2 通入BaCl 2 、Ba(NO 3 ) 2 溶液中,均无明显现象 答案     C X的简单阴离子与Li + 具有相同的电子层结构,则X是氢元素;Y原子 最外层电子数等于内层电子数的2倍,Y为碳元素;Q为第三周期的活泼金属; 根据图像可知,R元素是硫元素。根据2H 2 S+SO 2   3S↓+2H 2 O可知,336 mL SO 2 消耗的H 2 S的物质的量为0.03 mol,溶液体积为0.1 L,故H 2 S浓度为0.3 mol· L -1 ,A项错误;非金属性越强,则气态氢化物越稳定,B项错误;Na、Mg、Al均通 过电解法制取,C项正确;SO 2 通入BaCl 2 溶液无明显现象,而通入Ba(NO 3 ) 2 溶液 中,在酸性条件下N   将SO 2 氧化为S   ,产生BaSO 4 沉淀,D项错误。 2.短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,其中X、Y、Z三种元素中, 可形成含二种元素的10电子微粒m、n、p、q,且有反应m+n   p↑+q;M的 最高价氧化物对应的水化物为最强酸。则下列说法不正确是   ( C ) A.简单离子半径Xf>g>h B.由x、z、d三种元素形成的化合物中一定不含离子键 C.y、d、g的简单气态氢化物中沸点最高的是g的氢化物 D.装满zd 2 气体的小试管倒扣在水槽中充分反应,试管内液面上升约2/3 答案     D 由题意可知,x是H元素,y是C元素,z是N元素,d是O元素,f是Al元素, e是Na元素,g是S元素,h是Cl元素。A项,离子半径:g>h>e>f,错误;B项,H、N、 O形成的硝酸铵中含有离子键,错误;C项,水分子之间存在氢键,所以y、d、g 的简单气态氢化物中沸点最高的是d(O)的氢化物,错误;D项,zd 2 气体为NO 2 ,根 据反应方程式3NO 2 +H 2 O   2HNO 3 +NO可知,反应后试管内液面上升约   , 正确。