高考化学总复习专题5微观结构与物质的多样性专题选考部分，B版苏教版 34页

第 1 单元 原子结构与核外电子排布 考点一 原子的构成 [考试标准] 1．原子结构模型的演变(a/a)。2.原子的构成，原子符号(b/b)。3.核素、同位素的概念(a/b)。 1．原子结构模型的演变 道尔顿 —物质是由原子构成的。 | 汤姆生 —认为原子中存在着电子。 | 卢瑟福 —原子是由原子核和核外电子构成，其中，原子核带正电荷，电子带 负电荷。 | 玻尔 —引入了量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型。 2．原子的构成 原子 原子核 质子 ①每个质子带一个单位正电荷 ②相对质量约为 1 中子 ①中子不带电 ②相对质量约为 1 核外电子 ①围绕原子核做高速运动 ②每个电子带一个单位负电荷 ③相对质量为一个质子（或中子）的 1 1 836 3．“三素”——元素、核素、同位素 (1)元素符号周围数字的意义 (2)元素、核素、同位素的概念及相互关系 (3)同位素的性质 同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较 大。 (4)几种重要的核素 核素 235 92U 14 6C 2 1H 3 1H 18 8O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 【易错判断】 正确的打“√”，错误的打“×” (1)34S 原子核内中子数为 16( ) (2)2H＋核外电子数为 2( ) (3)1H18 2 O 的摩尔质量为 20 g·mol－1( ) (4)13C 和 15N 核内中子数相差 1( ) (5)H3O＋和 OH－中具有相同的质子数和电子数( ) (6)O 2－ 2 和 S2－具有相同的质子数和电子数( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ [归纳总结] 原子结构中的微粒关系 (1)原子 (2)离子的核外电子数 核外电子数 阳离子：质子数－电荷数 阴离子：质子数＋电荷数 [考法题组] [易错辨析题] 1．中新网 2013 年 5 月 3 日报道，60 26Fe 的现身揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的 是( ) A．铁原子的质量数均为 60 B.60 26Fe 的核内质子数比中子数多 8 C．1 mol 60 26Fe 与 1 mol 58 26Fe 与足量盐酸反应时均可得到 1 mol H2 D．等物质的量的 60 26Fe 与 58 26Fe，前者质量比后者多 2 g 解析 60 只是“60 26Fe”这种铁原子的质量数，而铁有多种原子，A 错误；60 26Fe 的核内质子数(26) 比中子数(34)少 8，B 错误；60 26Fe、58 26Fe 与盐酸反应时均被氧化成 Fe2＋，C 正确；只有当 60 26Fe 与 58 26Fe 均为 1 mol 时，前者质量才比后者多 2 g，D 错误。 答案 C 2．(义乌模拟)重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是( ) A．氘(D)原子核外有 1 个电子 B．1H 与 D 互称同位素 C．H2O 与 D2O 互称同素异形体 D．1H18 2 O 与 D16 2 O 的相对分子质量相同 解析 A 项，氘表示为 2 1H，核外有 1 个电子；C 项，H2O、D2O 均为化合物，同素异形体是指同 种元素的不同单质；D 项，1H18 2 O 的相对分子质量为 20，D16 2 O 的相对分子质量也为 20。 答案 C [数量关系题] 3．用 A ZX 表示原子： (1)中性原子的中子数 N＝__________。 (2)AXn＋共有 x 个电子，则该阳离子的中子数 N＝______。 (3)AXn－共有 x 个电子，则该阴离子的中子数 N＝______。 (4)12C16O2 分子中的中子数 N＝________。 (5)A2－原子核内有 x 个中子，其质量数为 m，则 n g A2－所含电子的物质的量为________。 解析 根据“质子数＋中子数＝质量数”的关系，(1)N＝A－Z；(2)AXn＋共有 x 个电子，中性 原子 X 的电子数为 x＋n，则 N＝A－x－n；(3)AXn－共有 x 个电子，中性原子 X 的电子数为 x－n， 则 N＝A－x＋n；(4)12C16O2 分子中的中子数为 6＋8＋8＝22；(5)A2－所含电子数为 m－x＋2，则 n g A2－所含电子的物质的量为n（m－x＋2） m mol。 答案 (1)A－Z (2)A－x－n (3)A－x＋n (4)22 (5)n（m－x＋2） m mol 考点二 原子核外电子排布的规律 [考试标准] 原子核外电子排布的基本规律(1～18 号元素原子结构)(b/c)。 1．核外电子排布规律 2．原子结构示意图 3．核外电子排布与元素性质的关系 (1)金属元素原子的最外层电子数一般小于 4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性， 在化合物中显正化合价。 (2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于 4，较易获得电子，活泼非金属原子易形 成阴离子。在化合物中主要显负化合价。 (3)稀有气体元素的原子最外层为 8 电子(氦为 2 电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常 表现为 0 价。 【应用思考】 下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。 (1)属于阳离子结构的粒子是________(填编号，下同)。 (2)具有稳定性结构的原子是__________________。 (3)只能得电子的粒子是______________；只能失电子的粒子是______________；既能得电子， 又能失电子的粒子是_____________________。 (4)③粒子半径________④粒子半径(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (5)某元素 R 形成的氧化物为 R2O3，则 R 的离子结构示意图可能是________。 答案 (1)③⑤⑧ (2)② (3)③⑤ ①④⑥ ⑦⑧ (4)小于 (5)⑤ [归纳总结] 常见的等电子微粒 (1)“10 电子”微粒 (2)“18 电子”微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH…… (3)其他等电子微粒 ①“14 电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C2－ 2 ②“16 电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO [考法题组] [规律应用题] 1．下列叙述中，正确的是( ) A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同 B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 C．两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素 D．阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同 解析 Na＋和 F－核外电子排布相同，但其化学性质不同，A 错误；Fe2＋、H＋等不具有稀有气体 元素的核外电子排布，B 错误；阴离子的核外电子排布与同周期稀有气体元素原子的核外电子 排布相同，D 错误。 答案 C 2．核电荷数小于 18 的某元素 X，其原子核外电子层数为 a，最外层电子数为(2a＋1)。下列 有关元素 X 的说法中不正确的是( ) A．元素 X 的原子核内质子数为(2a2－1) B．元素 X 的原子半径一定小于钠的原子半径 C．由元素 X 形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用 D．元素 X 形成的简单离子，各电子层的电子数均达到 2n2 个(n 表示电子层数) 解析 若 a＝2，则 X 为 N，若 a＝3，则 X 为 Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知 A、B、C 项正确；D 项氯离子最外层电子数未达到 2n2 个。 答案 D [示意图推断题] 3．观察下列 A、B、C、D、E 五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题。 A B C D E (1)与离子相对应的元素的符号是__________，与原子相对应的离子的结构示意图是 ____________。 (2)电子层结构相同的是__________(填写代号，下同)，性质最稳定的是__________，最容易 失去电子的是____________，最容易得到电子的是______________。 (3)可直接相互结合形成的化合物的化学式是__________，可经过得失电子后再相互结合形成 的化合物的化学式是______________。 (4)在核电荷数 1～10 的元素内，列举两个与 B 的电子层结构相同的离子，写出离子的符号 ____________。 解析 (1)在 A～E 这五种粒子中，A 是 Cl，B 是 O2－、C 是 Ne，D 是 Na，E 是 Mg2＋。Ne 的特殊 稳定结构决定了它不能形成离子。(2)电子层结构相同，即电子层数和各个电子层上的电子数 目都相同，但与原子核无关。O2－、Ne 和 Mg2＋都具有稳定的电子层结构，但最稳定的是 Ne。(3) 阳离子与阴离子可直接相互结合形成化合物；活泼金属元素的原子与活泼非金属元素的原子 经过得失电子后可相互结合形成化合物；在化合物里，Na 显＋1 价，Mg 显＋2 价、Cl 显－1 价、O 显－2 价。(4)在核电荷数 1～10 的元素内，N 原子的核外共有 7 个电子，其最外层上是 5 个电子，N 原子得到 3 个电子后形成的 N3－与 B 的电子层结构相同；F 原子的核外共有 9 个电 子，其中最外层上是 7 个电子，F 原子得到 1 个电子后形成的 F－与 B 的电子层结构相同。 答案 (1)O、Mg (2)B、C、E C D A (3)MgO、NaCl (4)N3－、F－ (时间：45 分钟) [基础过关题] 1. (宁波模拟)右图是钼元素的相关信息，下列有关钼的说法错误的是 ( ) A．95Mo 原子核内有 53 个中子 B．95Mo 原子核外有 42 个电子 C．92Mo、95Mo、98Mo 互为同位素 D．92Mo、95Mo、98Mo 的化学性质有较大的不同 解析 95Mo 表示质子数为 42，质量数为 95，则中子数为 53，A、B 正确。 92Mo、95Mo、98Mo 质子数相同，质量数(中子数)不同，互为同位素，C 正确。92Mo、95Mo、98Mo 核 外电子排布相同，化学性质相同，D 错误。 答案 D 2．某微粒用符号 A ZMn＋表示，下列关于该微粒的叙述正确的是 ( ) A．所含质子数为(A－n) B．所含中子数为(A－Z) C．所含电子数为(Z＋n) D．中子数－电子数＝A－2Z－n 解析 解答本题的关键是弄清微粒符号 A ZMn＋表示的意义：M 代表元素符号，A 是该元素某原子 的质量数，Z 是该原子的质子数，n＋是该原子所带的正电荷数，即表示 M 原子失去 n 个电子； 由于原子变成离子时，只是最外层电子数的变化(一般)，而原子核内的质子数和中子数不变， 故 A 不正确，B 是正确的；因原子中，质子数＝核外电子数，所以，A ZMn＋的电子数为：(Z－n)， C 不正确；中子数－电子数＝(A－Z)－(Z－n)＝A－2Z＋n，D 不正确。 答案 B 3．下列叙述中正确的是 ( ) A．质量数是原子核内质子质量与中子质量之和 B．具有相同质子数的微粒，其化学性质一定相同 C．最外层有 5 个电子的原子都是非金属原子 D．最外层有 8 个电子的微粒，不一定是稀有气体的原子 解析 质量数是质子数和中子数的和而非质子质量和中子质量之和，质子数相同的微粒，可 能是原子，也可能是分子或离子，因此化学性质不一定相同，第ⅤA 族锑、铋最外层电子数为 5，属于金属原子，故 A、B、C 不正确。 答案 D 4．据报道，2012 年俄罗斯科学家再次合成 117 号元素。本次实验中生成了 6 个新原子，包括 5 个 293 117X 和 1 个 294 117X。下列关于 293 117X 和 294 117X 的说法不正确的是 ( ) A．是两种核素 B．互为同位素 C．中子数分别为 176 和 177 D．电子数相差 1 解析 原子中核外电子数等于其质子数，所以两种核素的电子数相等。 答案 D 5．下列说法正确的是 ( ) A．质子数为 35、中子数为 45 的溴原子：80 35Br B．中子数为 146、质子数为 92 的铀(U)原子：14692U C.235 92U 和 238 92U 是中子数不同质子数相同的同种核素 D．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数 解析 中子数为 146、质子数为 92 的铀(U)原子应为 238 92U，B 错误；235 92U 和 238 92U 是同一元素的两 种核素，C 错误；同种元素的不同原子均有相同的质子数和不同的中子数，D 错误。 答案 A 6.131 53I 是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中 131 53I 的含量变化来监测核电站是否发 生放射性物质泄漏。下列有关 131 53I 的叙述中错误的是 ( ) A.131 53I 的化学性质与 127 53I 相同 B.131 53I 的原子序数为 53 C.131 53I 的原子核外电子数为 78 D.131 53I 的原子核内中子数多于质子数 解析 131 53I 与 127 53I 互为同位素，化学性质相同，故 A 对；131 53I 的质子数(Z)为 53，质量数(A)为 131，中子数(N)＝131－53＝78，故 B 对、D 对；核外电子数应为 53，故 C 错。 答案 C [应试提升题] 7．长征 2 号火箭承担运载“神六”的使命，氕化锂、氘化锂、氚化锂可以作为启动长征 2 号 (CZ2F)火箭的优良炸药。下列说法正确的是 ( ) A．LiH、LiD、LiT 的摩尔质量之比为 1∶2∶3 B．它们都是强氧化剂 C．H、D、T 之间互称为同素异形体 D．它们都是强还原剂 解析 LiH、LiD、LiT 的摩尔质量之比等于它们的相对分子质量之比，应为 8∶9∶10，A 错； 氕化锂、氘化锂、氚化锂中氕、氘、氚均为－1 价，处于最低价态，具有强还原性，是强还原 剂，故 B 错，D 对；H、D、T 之间互称为同位素，C 错。 答案 D 8．已知阴离子 R2－的原子核内有 n 个中子，R 原子的质量数为 m，则 w g R2－所含有电子的物 质的量是 ( ) A.m－n－2 w·m mol B.w（m－n） n mol C.w m (m－n－2)mol D.w m (m－n＋2)mol 解析 R 原子的质子数为(m－n)，其核外电子数也为(m－n)，所以 R2－的核外电子数为(m－n ＋2)，而 w g R 原子的物质的量为 w m mol，所以形成的 R2－含有的电子为w m (m－n＋2)mol，故选 D。 答案 D 9．下列关于原子结构及微粒间的数量关系的说法不正确的是 ( ) A．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数 B．微粒 Na＋、Mg2＋、O2－具有相同的电子层结构 C．短周期第ⅣA 与ⅦA 族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层 8 电 子结构 D.48 20Ca2＋的中子数比核外电子数多 10 解析 同种元素的不同核素的原子间质子数相同，中子数不相同，如 1H、2H 和 3H 质子数都是 1，但中子数分别是 0、1、2，A 错误；微粒 Na＋、Mg2＋、O2－核外都是 10 个电子，即核外都有 2 个电子层，电子数分别是 2 和 8，B 正确；ⅣA 族(用 X 表示)与ⅦA 族(用 Y 表示)形成的化合 物为 XY4，X 形成 4 个共价键即 4 对共用电子对，最外层共 8 个电子，每个 Y 形成一个共价键 即一对共用电子对，加上未成键的 6 个电子，共有 8 个电子，C 正确；48 20Ca2＋的质量数是 48， 中子数为 48－20＝28，核外电子数是 18，则中子数比核外电子数多 10，D 正确。 答案 A 10．据报道，某些花岗岩会产生氡(222 86Rn)，对人体产生伤害。请回答下列问题： (1)该原子的质量数是________，质子数是________，中子数是________。 (2)请根据 Rn 的原子结构 预测，氡气的化学性质________(填字母，下同)。 A．非常活泼，容易与氧气等非金属单质反应 B．比较活泼，能与钠等金属反应 C．不太活泼，与氮气性质相似 D．很难与其他物质发生反应 你选择该选项的理由是__________________________________________。 (3)研究发现，镭能蜕变为 222 86Rn，故称 222 86Rn 为镭射气；钍能蜕变为 220 86Rn，故将 220 86Rn 称为钍射气； 锕能蜕变为 219 86Rn，故将 219 86Rn 称为锕射气。则 222 86Rn、220 86Rn、219 86Rn 的关系是________。 A．同种元素 B．同位素 C．同种核素 D．同种原子 解析 (1)222 86Rn 的质量数是 222，质子数是 86，中子数是 222－86＝136； (2)由 Rn 的原子结构可知其最外层已达 8 电子稳定结构，故其性质很稳定，D 项正确。(3)这 三种是同种元素，由于其质子数相同，而中子数不同，故互为同位素。 答案 (1)222 86 136 (2)D Rn 原子最外层已达 8 电子稳定结构，氡气很稳定 (3)AB 11．有 A、B、C 三种元素，核电荷数均小于 18。已知 A 元素原子的核电荷数大于 B 元素原子 的核电荷数，但两种元素的原子具有相同数目的电子层，A 元素最外层电子数为 B 元素的两倍， A 元素原子第三层电子数为第一层电子数的三倍，C 元素原子的核电荷数是电子层数的 4 倍， 其质子数为最外层电子数的 6 倍。请回答下列问题： (1)A 的原子结构示意图：________________；A 元素的名称：________。 (2)B 的原子结构示意图：________________；B 元素的名称：________。 (3)C 的离子结构示意图：________________；C 元素的符号：________。 解析 因为 K 层最多容纳 2 个电子，又已知 A 元素第三层电子数是第一层电子数的 3 倍，所 以第三层电子数为 2×3＝6 个，则 A 为硫。B 元素最外层的电子数为 6÷2＝3，则 B 为铝。已 知 C 元素原子的核电荷数是电子层数的 4 倍，质子数为最外层电子数的 6 倍，4 与 6 的最小公 倍数为 12，可见该元素原子的核内质子数应为 12 的倍数，又因为核电荷数小于 18，故为 Mg。 答案 (1) 硫 (2) 铝 (3) Mg 12．(台州月考)如图所示，a、b、c 均为非金属单质，d、e 均为含有 10 个电子的共价化合物， 且分子中所含原子个数：d＞e，f 为离子化合物。则下列说法错误的是 ( ) A．常温下，单质 a 呈气态 B．单质 c 具有强氧化性 C．稳定性：d＞e D．f 受热易分解为 d 和 e 解析 非金属单质形成的含有 10 个电子的共价化合物有 CH4、NH3、H2O、HF。由于 f 为离子化 合物且分子中所含原子个数：d＞e，则 d 是 NH3，e 是 HF，f 是 NH4F。因此 a、b、c 分别是 N2、 H2、F2。根据元素周期律可知 HF 的稳定性大于 NH3，故 C 错误。 答案 C 13．现有下列 9 种微粒：1 1H、2 1H、13 6C、14 6C、14 7N、56 26Fe2＋、56 26Fe3＋、16 8O2、16 8O3。按要求完成以下各题： (1)1 1H、2 1H、3 1H 分别是氢元素的一种________，它们互称为________。 (2)互为同素异形体的微粒是________。 (3)对于 A ZXn b，按下列要求各举一例(要求：每小题分别写出符合题意的两种粒子，且从以上所 给微粒中选择)： ①Z、n、b 相同而 A 不同：____________________________________________； ②A、n、b 相同而 Z 不同：___________________________________________： ③A、Z、b 相同而 n 不同：____________________________________________； ④Z、n、A 相同而 b 不同：____________________________________________。 答案 (1)核素 同位素 (2)16 8O2 和 16 8O3 (3)①1 1H、2 1H(或 13 6C、14 6C) ②14 6C、14 7N ③56 26Fe2＋、56 26Fe3＋ ④ 16 8O2、16 8O3 14．元素 X、Y、Z、M、N 均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知 Y 元素原子最外 层电子数与核外电子总数之比为 3∶4，M 元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为 3∶4，且 M 原子的质子数是 Y 原子的 2 倍；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物 XN 在常温下 为气体。据此回答下列问题： (1)写出 Z 与 N 形成的化合物的电子式____________。 (2)X 与 Y 可分别形成 10 电子和 18 电子的分子，写出该 18 电子分子转化成 10 电子分子的化 学方程式____________________________________________ ______________________________________________________(分解反应)。 解析 由题意知 Y 是氧元素，M 是硫元素，N 是氯元素，X 是氢元素，Z 是钠元素。(1)Na 与 Cl 形成的化合物是 NaCl，其电子式为 Na＋[· ·Cl ·· ·· · ·]－。(2)H 与 O 形成的 10 电子分子是 H2O，形 成的 18 电子分子是 H2O2，二者之间的转化为 2H2O2=====MnO2 2H2O＋O2↑。 答案 (1)Na＋[· ·Cl ·· ·· · ·]－ (2)2H2O2=====MnO2 2H2O＋O2↑ 第 2 单元 元素周期律和元素周期表 考点一 元素周期律 [考试标准] 元素周期律(核外电子排布、原子半径、元素主要化合价、元素的金属性和非金属性的周期性 变化)(b/b)。 1．原子序数 (1)概念：按核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫原子序数。 (2)数量关系：原子序数＝质子数＝核外电子数＝核电荷数。 2．元素周期律 (1)定义 元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。 (2)原子结构的周期性变化 ①随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化，除 H、He 元素外，最 外电子层上的电子数重复出现从 1 递增到 8 的变化。 ②随着原子序数的递增，元素原子半径(稀有气体除外)呈现周期性变化。3～9 号元素、11～ 17 号元素原子半径随着核电荷数的递增都逐渐减小。 (3)元素性质的周期性变化 ①元素的化合价 a．最低和最高化合价 随着原子序数的递增，元素的最高正化合价由＋1 递增到＋7(O、F 除外)，元素的最低负化合 价按硅、磷、硫、氯的顺序，由－4 递增到－1。 b．元素的最高化合价 ＝ 原子核外最外层电子数(O、F 除外)；元素的最低化合价 ＝ 原子核 外最外层电子数－8；最高化合价＋|最低化合价|＝8。 ②金属性和非金属性 a．钠、镁、铝单质活动性强弱的顺序是：Na＞Mg＞Al。 b．硅、磷、硫、氯元素的气态氢化物的形成条件和氢化物的稳定性：按硅、磷、硫、氯的顺 序，随着元素核电荷数的递增，与氢气化合越来越易，气态氢化物越来越稳定，非金属性越 来越强。 c．最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱：从钠元素到氯元素，随着核电荷数的递增，最 高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增 强。 【应用思考】 根据你所知道的知识，判断元素的金属性、非金属性强弱依据有哪些？ 答案 (1)金属性强弱的判断依据：①单质与水或酸反应置换氢的难易；②最高价氧化物对应 的水化物碱性的强弱；③单质间的相互置换。(2)非金属性强弱的判断依据：①与氢气化合的 难易程度；②气态氢化物的稳定性；③最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱；④单质间的 相互置换。 [方法总结] 粒子半径大小比较方法 (1)同周期元素的原子或最高价阳离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)。 如 Na＞Mg＞Al＞Si；Na＋＞Mg2＋＞Al3＋。 (2)同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大。如 Li＜Na＜K，Li＋＜Na＋＜K＋。 (3)电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减 小。如 O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋(上一周期元素形成的阴离子与下一周期元素形成的阳离子 有此规律)。 (4)同种元素原子形成的粒子半径大小为：阳离子＜中性原子＜阴离子；价态越高的粒子半径 越小，如 Fe3＋＜Fe2＋＜Fe，H＋＜H＜H－。 (5)电子层数和核电荷数都不同的，一般可通过一种参照物进行比较。如比较 Al3＋与 S2－的半 径大小，可找出与 Al3＋电子数相同，与 S2－同主族元素的 O2－比较，Al3＋＜O2－，且 O2－＜S2－，故 Al3＋＜S2－。 [考法题组] [比较判断题] 1．下列各组元素中，按从左到右的顺序，原子序数递增、元素的最高正化合价也递增的是 ( ) A．C、N、O、F B．Na、Be、B、C C．P、S、Cl、Ar D．Na、Mg、Al、Si 解析 A 项和 C 项原子序数递增，而 A 项中 F 无正价，C 项中 Ar 化合价为 0 价；B 项中的原子 序数不完全呈递增性变化；D 项中原子序数和最高正化合价均呈递增趋势。 答案 D 2．(绍兴期末)下列粒子半径大小比较正确的是( ) A．原子半径：F＞Cl B．原子半径：钠＞硫＞氯 C．离子半径：S2－＜Cl－＜K＋＜Ca2＋ D．第 3 周期元素的离子半径从左到右逐渐减小 解析 F 原子与 Cl 原子最外层电子数相同，随着原子序数的递增原子半径逐渐增大，所以 Cl 的原子半径大，A 错；钠、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半 径逐渐减小，B 正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C 错；第 3 周期元 素的阳离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D 错。 答案 B [规律应用题] 3．下列事实不能说明 X 元素比 Y 元素的非金属性强的是( ) A．与 H2 化合时 X 单质比 Y 单质容易 B．X 的最高价氧化物的水化物的酸性比 Y 的最高价氧化物的水化物酸性强 C．X 原子的最外层电子数比 Y 原子的最外层电子数多 D．X 单质可以把 Y 从其氢化物中置换出来 解析 比较元素非金属性强弱的判断依据有：单质与 H2 化合越容易，元素非金属性越强；最 高价氧化物对应水化物酸性越强，元素非金属性越强；X 能从 Y 的氢化物中置换出 Y 单质，说 明 X 非金属性强于 Y，所以 A、B、D 能说明 X 非金属性强于 Y；原子最外层电子数多的元素不 一定比原子最外层电子数少的元素的非金属性强。如 O 的非金属性大于 Cl。 答案 C 4．W、X、Y、Z 是原子序数 1～18 的元素，它们的原子核外电子层数相同且原子序数依次增大， W、X 是金属元素，Y、Z 是非金属元素。 (1)W、X 各自的最高价氧化物的水化物可以发生反应生成盐和水，该反应的离子方程式为 _________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)Y 的 低 价 氧 化 物 通 入 Z 单 质 的 水 溶 液 中 ， 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 __________________________________________________________________。 (3)比较 Y、Z 气态氢化物的稳定性________>________(用化学式表示)；除了可以通过比较 Y、 Z 气态氢化物的稳定性来验证 Y、Z 的非金属性外，请你再设计一个简单的实验，来验证 Y 与 Z 的 非 金 属 性 强 弱 ____________________ __________________________________________________________________。 (4)W 、 X 、 Y 、 Z 四 种 元 素 简 单 离 子 的 离 子 半 径 由 大 到 小 的 顺 序 是 ： ________>________>________>________。 解析 (1)W 和 X 两种金属元素的最高价氧化物的水化物可以反应生成盐和水，且原子序数 W 小于 X，所以可推知 W 是 Na 元素，X 是 Al 元素，W、X 各自的最高价氧化物的水化物分别为 NaOH 和 Al(OH)3，二者反应的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O。 (2)Y、Z 是具有三个电子层的非金属元素，且 Y 的低价氧化物通入 Z 单质的水溶液中能发生氧 化还原反应，说 明 Y 是 S 元素，Z 是 Cl 元素，Y 的低价氧化物为 SO2，SO2 与 Cl2 的水溶液反 应的化学方程式为：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 (3)由于 Cl 的非金属性强于 S，故稳定性：HCl>H2S。可以通过非金属单质间的置换反应来证 明元素非金属性的强弱。在 Na2S 的水溶液中通入 Cl2，若溶液变浑浊，证明 Cl 的非金属性强 于 S，反应的化学方程式为：Na2S＋Cl2===S↓＋2NaCl。 (4)Na＋、Al3＋的电子层结构相同，S2－和 Cl－的电子层结构相同，电子层结构相同的离子随着核 电荷数的增多，离子半径逐渐减小，故半径：Na＋>Al3＋、S2－> Cl－；由于 S2－和 Cl－具有三个 电子层，而 Na＋和 Al3＋具有两个电子层，故半径：S2－>Cl－>Na＋>Al3＋。 答案 (1)Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O (2)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl (3)HCl H2S 在 Na2S 的溶液中通入 Cl2，若溶液变浑浊，证明 Cl 的非金属性强于 S，反应的 化学方程式为 Na2S＋Cl2===S↓＋2NaCl(其他合理答案亦可) (4)r(S2－) r(Cl－) r(Na＋) r(Al3＋) 考点二 元素周期表 [考试标准] 1．元素周期表的结构，同主族、同周期元素原子核外电子排布、元素化学性质的递变规律 (b/b)。2.主族元素在周期表中位置、原子结构、元素性质三者的关系(c/c)。3.元素周期表 的发展史、意义与作用(a/b)。 1．元素周期表 (1)编排原则： ①把电子层数相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行，共有 7 个横行。 ②把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行，共有 18 纵行。 (2)周期 短周期 长周期 序号 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 2 8 8 18 18 32 不完全周期，最多 容纳 32 种元素，0 族元素原 2 10 18 36 54 86 目前排了 26 种元 素 子序数 (3)族 ①主族：由短周期元素和长周期元素共同组成的族(第 18 列除外) 列序 1 2 13 14 15 16 17 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ②副族：仅由长周期元素组成的族(第 8、9、10 列除外) 列序 3 4 5 6 7 11 12 族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB ③Ⅷ族：包括 8、9、10 三个纵列。 ④0 族：第 18 纵列，该族元素又称为稀有气体元素。 (4)分区 ①分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线， 即为金属元素区和非金属元素区的分界线。 ②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。 ③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。 2．元素周期表的应用 预测新元素，探索新材料，合成新物质 (1)在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料。 (2)在过渡金属元素中寻找催化剂，并通过加入少量稀土元素改善性能。 (3)在ⅣB 到ⅥB 族的过渡金属元素中寻找耐高温、耐腐蚀的材料，用以制造火箭、导弹、宇 宙飞船等。 (4)利用元素周期表，还可以寻找合适的超导材料、磁性材料等。 (5)研究元素周期表右上角的元素，合成新农药。 【易错判断】 正确的打“√”，错误的打“×” (1)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小( ) (2)电子层数越多，半径越大( ) (3)在主族元素中，最高正化合价均等于主族序数( ) (4)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强( ) (5)元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强( ) (6)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱( ) (7)原子的最外层有 2 个电子的元素一定是ⅡA 族元素( ) (8)元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素( ) (9)原子序数为 29 的元素位于元素周期表的第四周期ⅠB 族( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)√ [归纳总结] 元素在周期表中的位置与原子结构、元素性质间的关系(如图所示) (1)核外电子层数＝周期数。 (2)主族元素的最外层电子数＝价电子数＝主族序数＝最高正价数(除 O、F 元素外)。 (3)质子数＝原子序数＝原子核外电子数＝核电荷数。 (4)最低负价的绝对值＝8－主族序数(仅限第ⅣA～第ⅦA 族)。 (5)同主族元素原子半径越大，失电子越容易，还原性越强，其离子的氧化性越弱。 (6)同周期元素原子半径越小，得电子越容易，氧化性越强，非金属性越强，形成的气态氢化 物越稳定，形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。 [考法题组] [比较判断题] 1．下列关于性质递变规律的叙述错误的是( ) A．非金属性 Cl>S>P B．还原性 Na>Mg>Al C．酸性 H2SO4>H3PO4>HClO4 D．稳定性 HCl>H2S>PH3 解析 金属性越强，还原性越强，与酸或水反应越剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性越 强；非金属性越强，与氢气化合越剧烈，氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越 强。 答案 C 2．下列说法正确的是( ) A．碱性：NaOHCl>Br>I，则酸性 HF>HCl>HBr>HI D．氟元素为非金属性最强的元素，氟无正价 解析 由于金属性：Na>Mg>Al，故碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，A 错；第ⅠA 族中的氢元素 为非金属元素，不具有金属性，B 错；元素非金属性强，可说明其最高价含氧酸酸性强，C 错。 答案 D [规律应用题] 3．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( ) A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性 B．第 3 周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C．短周期元素形成离子后，最外层都达到 8 电子稳定结构 D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同 解析 第 3 周期的 Al 元素，既有金属性，又有非金属性，故 A 错误；H＋最外层无电子，Li＋ 最外层有 2 个电子，因此并非所有的短周期元素原子形成离子后，最外层都达到 8 电子稳定 结构，故 C 错；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同，故 D 错。 答案 B [图表分析题] 4．下表是元素周期表的一部分，用化学符号回答下列有关问题： 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 ① ② 3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 4 ⑩ ⑪ ⑫ (1)写出下列元素的符号：①________，⑥________，⑦________。 (2)在这些元素中，最活泼的金属元素是________，最活泼的非金属元素是________，最不活 泼的元素是________。 (3)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是________，碱性最强的是 ________，称为两性氢氧化物的是________，写出这三者之间相互反应的化学方程式： ____________________________________________________， __________________________________________________________________， __________________________________________________________________。 (4)在这些元素中，原子半径最小的是________，原子半径最大的是________。 (5)在③与④中，化学性质较活泼的是________，请设计化学实验加以证明：________。 在⑧与⑫中，化学性质较活泼的是________，请设计化学实验加以证明：________。 解析 首先根据元素周期表中的位置确定各元素，然后根据元素周期表中元素性质的递变规 律进行分析、判断，同时还应结合相关的元素化合物的性质进行实验设计。 答案 (1)N Si S (2)K F Ar (3)HClO4 KOH Al(OH)3 3HClO4＋Al(OH)3===Al(ClO4)3 ＋3H2O HClO4＋KOH===KClO4＋H2O KOH＋Al(OH)3===KAlO2＋2H2O (4)F K (5)Na 可以用它们跟水反应的实验证明：钠与冷水剧烈反应，放出氢气，并生成强碱 NaOH， 镁与沸水才反应，放出氢气，并生成中强碱 Mg(OH)2 Cl 可用氯气或氯水与溴化钠溶液反应 的实验证明：反应后溶液呈橙红色，发生的反应为：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2 (时间：45 分钟) [基础过关题] 1．(丽水月考)关于元素周期表的说法正确的是 ( ) A．元素周期表有 8 个主族 B．ⅠA 族的元素全部是金属元素 C．元素周期表有 7 个周期 D．短周期是指第 1、2 周期 解析 周期表中有 7 个主族，A 选项错误；ⅠA 族中的氢元素是非金属元素，B 选项错误；短 周期是指第 1、2、3 周期，D 选项错误。 答案 C 2．下列说法正确的是 ( ) A．原子的半径越小，其原子序数越大 B．最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子 C．金属性、非金属性强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况 D．元素的化合价越高，其金属性越强 解析 氢原子的半径最小，原子序数也最小；氢原子相对于活泼金属 Mg、Ca 等失电子能力弱； 元素的化合价与金属性强弱没有必然联系，A、B、D 错误。 答案 C 3．下列关于元素周期表的叙述，正确的是 ( ) A．周期表是按各元素的相对原子质量递增的顺序从左到右排列的 B．同族元素的最外层电子数一定相同 C．同周期元素的电子层数相同 D．每一周期的元素都是从碱金属开始，以稀有气体结束 解析 周期表是按各元素的原子序数从小到大的顺序排列的，A 项错误；同主族元素的最外层 电子数一定相同，但对于 0 族元素而言，最外层电子数则可能是 2 或 8，B 项错误；在元素周 期表中，同一周期必然具有相同的电子层数，C 项正确；在元素周期表中，并不是每一周期都 有碱金属，如第 1 周期 H 为非金属元素，且第 7 周期并未排满，D 项错误。 答案 C 4．在现行元素周期表中，所含元素种数最多的族和周期分别是 ( ) A．第 IA 族 第 6 周期 B．第Ⅷ族 第 6 周期 C．第ⅢB 族 第 6 周期 D．第ⅢA 族 第 6 周期 解析 现行元素周期表中，第 6、7 周期第ⅢB 族分别为镧系和锕系元素，各有 15 种元素，由 于第 7 周期未排满，故第 6 周期，第ⅢB 族元素最多。 答案 C 5．下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是 ( ) A．Li、Na、K 元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多 B．第 2 周期元素从 Li 到 F，非金属性逐渐增强 C．因为 Na 比 K 容易失去电子，所以 Na 比 K 的还原性强 D．O 与 S 为同主族元素，且 O 比 S 的非金属性强 解析 Li、Na、K 元素处于同一主族，原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多，金属性 逐渐增强，故 A 选项正确、C 选项错误；同周期从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强， 因此第 2 周期元素从 Li 到 F，非金属性逐渐增强，B 正确；O 与 S 为同主族元素，且 O 的核电 荷数小于 S，因此 O 的非金属性比 S 强，D 正确。 答案 C 6．元素的原子结构决定其性质和其在周期表中的位置。下列说法正确的是( ) 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的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 解析 A 选项，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，错误；B 选项，电子运动的区域离核越近，能 量越小，错误；C 选项，根据同周期元素的性质递变规律可知说法正确；D 选项，过渡元素为 第ⅡA、ⅢA 族之间的金属元素，包含副族和第Ⅷ族元素，错误。 答案 C [应试提升题] 7．如图为元素周期表中前四周期的一部分，若 B 元素的核电荷数为 x， 则这五种元素的核电荷数之和为 ( ) A．5x＋10 B．5x C．5x＋14 D．5x＋16 解析 由于这五种元素为前四周期，根据元素周期表的构成特点，则它们只能为二、三、四 周期的右边非金属区，所以 A 的原子序数为 x－1，C 为 x＋1，D 为 x－8，E 为 x＋18，这五种 元素的核电荷数之和为 5x＋10。 答案 A 8. X、Y、Z 三种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，Y 原子的最 外层电子数是次外层电子数的 3 倍，下列说法正确的是 ( ) A．在三种元素形成的气态氢化物中，Y 的气态氢化物最稳定 B．Z 元素的氧化物对应的水化物一定是一种强酸 C．三种元素原子半径的大小顺序为：X>Y>Z D．Z 的单质与 Fe 反应生成的化合物中，铁元素显＋3 价 解析 Y 是氧，X 是氮，Z 是硫。SO2 对应的水化物 H2SO3 是弱酸，B 项错误；三种元素原子半径 的大小顺序为：Z>X>Y，C 项错误；S 与 Fe 反应生成的是 FeS，FeS 中铁元素显＋2 价，D 项错 误。 答案 A 9．(金华联考)具有相同电子层结构的三种微粒 An＋、Bn－、C，下列分析正确的是 ( ) A．原子序数关系：C>B>A B．微粒半径关系：Bn－C>B， A 项错误；由于电子层数相同，a>b，所以 r(Bn－)> r(An＋)，B 项错误；An＋、Bn－为稳定结构，C 是稀有气体元素的原子，C 项正确；A 比 B 多一个电子层，r(A)>r(B)，D 项错误。 答案 C 10．X 和 Y 元素的原子，在化学反应中都容易失去电子而形成与 Ne 相同的电子层结构，已知 X 的原子序数比 Y 的原子序数大，下列说法中正确的是( ) A．X 的金属性比 Y 的金属性强 B．常温下，X 和 Y 都不能从水中置换出氢 C．Y 元素的氢氧化物碱性比 X 元素的氢氧化物碱性强 D．X 元素的最高化合价比 Y 元素的最高化合价低 解析 X 和 Y 元素原子易失去电子，它们都是金属，又 X 的原子序数比 Y 的原子序数大，可设 X、Y 分别为镁和钠进行讨论，则 Y 的金属性比 X 强，且 X 元素的最高化合价比 Y 高，则 A 和 D 不对。其中 Na 元素能从水中置换出氢，则 B 不对。根据最高价氧化物水化物碱性比较，C 正确。 答案 C 11．现有 A、B、X、Y、Z 五种短周期元素，原子序数逐渐增大。它们的性质或原子结构如下 表： 元素 性质或原子结构 A 原子核内只有一个质子 B 单质是空气中含量最多的气体 X 原子的最外层电子数是次外层电子数的 3 倍 Y 短周期元素中原子半径最大的元素 Z 最高正化合价与最低负化合价的代数和为 6 请回答： (1)写出 A、B 元素的名称和 X、Y、Z 元素的符号： A________，B________，X________，Y________，Z________。 (2)B、X、Y 的离子半径由大到小的顺序为________(用 r 表示半径)。 (3)W 元 素 的 核 电 荷 数 是 B 、 X 的 核 电 荷 数 的 和 ， 则 W 与 Z 的 氢 化 物 稳 定 性 为 ________>________(填化学式)。 解析 据表中信息可知：A 为氢，B 为氮，X 为 O，Y 为 Na，Z 为 Cl。N3－、O2－、Na＋的核外电 子层排布相同，则核电荷数越大，离子半径越小，则有 r(N3－)>r(O2－)>r(Na＋)。由题可知 W 为 15 号元素磷，稳定性：HCl>PH3。 答案 (1)氢 氮 O Na Cl (2)r(N3－)>r(O2－)>r(Na＋) (3)HCl PH3 12．某学生做探究同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了 有关实验现象。请你帮助该学生整理并完成实验报告。 (1)实验目的：_____________________________________________________。 (2)实验用品： 仪器：①________；②________(请填写两种主要玻璃仪器)。 药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。 (3)实验内容(在下列空格内填写相关内容) 序号 实验方案 实验现象 ① ② (4)实验结论：_____________________________________________________。 (5)问题和讨论： ① 请 用 物 质 结 构 理 论 简 单 说 明 得 出 上 述 结 论 的 原 因 ： ________________ _________________________________________________________________。 ②由于 F2 过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性的强弱。试列举一个事实说明 F 的 非 金 属 性 比 Cl 强 ： ___________________________________ _________________________________________________________________。 答案 (1)探究同一主族元素性质的递变规律 (2)试管 胶头滴管 (3) 序号 实验方案 实验现象 ① 将少量氯水滴入盛有少量 NaBr 溶液的试管中，振荡；再滴入少 量四氯化碳，振荡 加入氯水后，溶液由无色变为橙色，滴 入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化 碳层(下层)变为橙红色 ② 将少量溴水滴入盛有少量 KI 溶 液的试管中，振荡；再滴入少量 四氯化碳，振荡 加入溴水后，溶液由无色变为褐色，滴 入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化 碳层(下层)变为紫红色 (4)同一主族元素，自上而下，元素的非金属性依次减弱 (5)①同一主族元素，自上而下，元素原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层 电子的吸引力逐渐减弱 ②F2 在冷暗处就可以与 H2 剧烈反应而爆炸，而 Cl2 与 H2 只有在光照或 点燃的条件下才能反应；HF 比 HCl 稳定或 F2 能与 H2O 发生置换反应生成 O2，而 Cl2 不能(任意 写一种) 13．下表中的实线表示元素周期表的部分边界。①～⑤分别表示元素周期表中对应位置的元 素。 (1)元素③④⑤的氢化物的稳定性由强到弱的顺序是______________________ (用氢化物的化 学式表示)。 (2)元素③一般在化合物中显________价，但在与______形成化合物时，所显示的价态正好相 反。 (3)M、N 两种化合物均由①②③④四种元素组成，写出此两种化合物在水溶液中发生反应的离 子方程式：____________________________________。 (4)X、Y、Z 代表原子序数依次增大的三种短周期元素。在周期表中，Y 与 X 相邻，Y 与 Z 也相 邻；X、Y 和 Z 三种元素原子的最外层电子数之和为 17；X、Y、Z 三种元素有的是上表中编号 ①～⑤的元素，有的不是，请在上表中用元素符号标出不是①～⑤元素的相应位置。 (5)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。若把第七周期排满，则可以排 118 种元素。 某同学受镧系、锕系元素排列方式的启发，将元素周期表设计成下列更简明的形式，把 118 种元素全部排列在内，表中除 A、B、C、D 外每个位置只表示一种元素。则该表中的 A 位置包 含________(填数字)种元素。C 位置中的元素是否全部是金属元素________(填“是”或 “否”)。 解析 由①～⑤元素在周期表中的位置很容易推出，它们分别为 H、Na、O、S、F；若把元素 周期表设计成简明的形式，第四周期共有 18 种元素，而表中共有 8 个纵行，故 A 位置包含 11 种元素，C 位置所含元素均为金属元素。 答案 (1)HF＞H2O＞H2S (2)负(或－2) F(或氟或⑤) (3)H＋＋HSO－ 3 ===SO2↑＋H2O (4)在表中相应的位置写出“N” (5)11 是 第 3 单元 微粒之间的相互作用力与物质的多样性 考点一 化学键 [考试标准] 1．化学键的含义(a/a)。2.离子键、共价键的概念和成因(b/b)。3.离子化合物、共价化合物 的概念(a/a)。4.简单离子化合物、共价分子的电子式(b/b)。5.简单共价分子的结构模型、 结构式(a/a)。6.常见离子化合物的形成过程(/b)。7.碳的成键特点与有机化合物的多样性的 联系(a/a)。 1．化学键 (1)概念：相邻原子间强烈的相互作用。 (2)分类 2．离子键与共价键 (1)概念 ①离子键：阴、阳离子通过静电作用形成的化学键。 ②共价键：原子间通过共用电子对所形成的化学键。 (2)对比 离子键 共价键 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键方式 得失电子形成阴、阳离子 形成共用电子对 成键条件 活泼金属元素与活泼非金属 元素 一般在非金属原子之间 作用力实质 静电作用 存在举例 存 在 于 离 子 化 合 物 中 ， 如 NaCl、KCl、MgCl2 、CaCl2 、 ZnSO4、NaOH 等 (1)非金属单质，如 H2、O2 等； (2)共价化合物，如 HCl、CO2、CH4 等； (3)某些离子化合物，如 NaOH、 Na2O2 等 3.离子化合物 (1)离子化合物的概念是由离子键构成的化合物。 (2)常见的离子化合物的类型： 活泼金属氧化物：Na2O、MgO； 绝大多数盐：NaCl、K2SO4、CaCO3； 强碱：NaOH、Ba(OH)2。 (3)用电子式表示离子化合物的形成过程 ①左边是组成离子化合物的各原子的电子式，相同的原子可以合并写，右边是离子化合物的 电子式。 ②连接号为“ ―→”。 ③用“ ”表示电子转移的方向，也可以不表示出来。如： 4．共价化合物 (1)概念：直接相邻的不同原子之间以共用电子对形成的化合物。 (2)常见的共价化合物：酸：HCl、H2SO4、HClO；非金属氧化物：CO、NO2、SO2；有机物：CH4、 C2H5OH、CCl4。 5．碳原子的成键特征 碳原子最外层有 4 个电子，一个碳原子可以和其他原子形成四个共价键。碳原子之间可以通 过一对、两对或三对共用电子对相结合，分别构成碳碳单键(C—C)、碳碳双键(C＝C)、碳碳 叁键(C≡C)。碳原子之间可以通过共价键彼此结合形成碳链，也可以形成碳环。 【易错判断】 正确的打“√”，错误的打“×” (1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力( ) (2)全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物( ) (3)某些金属与非金属原子间也能形成共价键( ) (4)分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物( ) (5)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键 ( ) (6)在水溶液中能导电的化合物一定是离子化合物( ) (7)离子化合物在任何状态下都能导电( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)× [归纳总结] 共价分子表示法的比较 物质 HCl Cl2 H2O NH3 CH4 电 子 式 结 构 式 H—Cl Cl—Cl H—O—H 球 棍 模型 比 例 模型 结构式与球棍模型的关系：将结构式中的短线换作棍，每条短线换为一根棍；将结构式中的 元素符号代表的原子换为球，同一种元素用同一种球表示，所得即球棍模型。 [考法题组] [概念辨析题] 1．某元素的原子最外层只有一个电子，它与卤素原子结合时，所形成的化学键( ) A．一定是离子键 B．一定是共价键 C．可能是离子键也可能是共价键 D．以上说法都不正确 解析 该元素如果是碱金属元素则与卤素形成的是离子键，如果是氢元素，则形成的是共价 键。 答案 C [易错判断题] 2．(杭州联考)下列化合物的电子式书写正确的是 ( ) 解 析 每 个 离 子 均 要 单 独 写 ， 不 能 合 并 在 一 起 表 示 ， A 项 不 正 确 ， 应 改 为 ；离子电荷表示法(如 R2－)与化合价(如 R－2)不同，“2－” 表示带两个单位负电荷，而“－2”则表示化合价为－2 价，另外，化合价应写在元素符号的 正上方，B 项不正确，应改为 ；在简单阳离子符号周围不用方括号， 只用简单离子符号表示即可，C 项不正确，应改为 ；D 项正确。 答案 D [纠错填空题] 3．判断正误，并把错误的改正过来 (1)过氧化钠的电子式： ___________________________________________________________________ (2)氢氧根离子的电子式：[· · O ·· ·· · ·H]－ ___________________________________________________________________ (3)次氯酸的电子式：H· ·Cl ·· ·· · · O ·· ·· · · ___________________________________________________________________ (4)H2O 的电子式为 H＋[· · O ·· ·· · ·H]－ ___________________________________________________________________ (5)N2 的电子式：N⋮⋮N ___________________________________________________________________ 答案 (1)× Na＋[· · O ·· ·· · · O ·· ·· · ·]2－Na＋ (2)√ (3)× H· · O ·· ·· · ·Cl ·· ·· · · (4)× H· · O ·· ·· · ·H (5)× · ·N⋮⋮N· · 考点二 分子间作用力与氢键 [考试标准] 1．分子间作用力的含义，分子间作用力对分子构成的物质的某些物理性质的影响(a/b)。2. 简单共价分子的空间结构和键能(/a)。3.氢键的概念、形成条件和原因，氢键对物质性质的 影响(/b)。 1．分子间作用力 (1)概念：分子间存在着将分子聚集在一起的作用力，这种作用力称为分子间作用力，亦可称 为范德华力。 (2)分子间作用力的特征 ①分子间作用力比化学键弱得多(填强或弱)。 ②存在于分子之间，且分子充分接近时才有相互间的作用力，如固体和液体物质中。 ③分子间作用力主要影响由分子构成物质的熔沸点、溶解度等物理性质，而化学键主要影响 物质的化学性质。如水从液态转化为气态只需要克服分子间作用力，而水分解需要破坏化学 键。 2．氢键 (1)像 H2O、NH3、HF 这样的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种作用使 它们只能在较高的温度下才能汽化，这种相互作用叫氢键。 (2)氢键不是化学键，通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱，比分子 间作用力强。 (3)分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，对物质的溶解度有影响，如 NH3 极易溶于 水，主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。 3．键能 在 101 kPa、298 K 条件下，把 1 mol 气态 AB 分子生成气态 A 原子和 B 原子的过程中所吸收 的能量，称为 AB 间共价键的键能，单位：kJ·mol－1。 键能的大小决定化学键的稳定性。键能越大，化学键越稳定。 【应用思考】 水哪些特殊的物理性质与氢键有关？ 答案 (1)沸点较高：水分子间的氢键使水分子间作用力增强，因此水有较高的沸点。(2)水 结成冰密度变小：在冰晶体中，水分子间形成的氢键比液态水中形成的氢键多，水分子间所 形成的氢键使冰的微观结构里存在较大的空隙，因此，相同温度下冰的密度比水小。(3)水比 热容较大。 [归纳总结] 范德华力的大小及影响 范德华力越大，熔、沸点越高。组成结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。 同分异构体中，支链越多，范德华力越小。相对分子质量相近的分子，极性越大，范德华力 越大。 [考法题组] [易错判断题] 1．下列说法正确的是( ) A．因为水分子内存在氢键，所以水分子非常稳定 B．氢键属于化学键 C．水分子间存在氢键使水分子间作用力增强，导致水的沸点较高 D．水分子之间无分子间作用力，只有氢键 解析 水分子之间存在分子间作用力，也存在氢键，由于氢键的存在，使得水的沸点较高， 化学键是分子内相邻原子或离子之间强烈的相互作用，由于 H2O 中氢氧共价键较强，故水分子 较稳定，氢键不属于化学键。 答案 C 2．下列现象与化学键有关的是( ) A．F2、Cl2、Br2、I2 单质的熔点依次升高 B．H2O 的沸点远高于 H2S 的沸点 C．H2O 在高温下也难分解 D．干冰汽化 解析 在 A 项中，卤素单质分子间存在着分子间作用力，且随相对分子质量的增大，分子间 作用力增强，单质的熔点也就越高。D 项，在干冰中，CO2 分子间通过范德华力结合在一起， 在汽化时需要克服范德华力，而 CO2 分子内的化学键并没有断裂。B 项中由于 H2O 分子间存在 氢键，使分子间作用力增强，所以 H2O 的沸点要比 H2S 的高。只有 C 项中由于 H—O 键键能很 大，在较高温度时也难打开，所以 H2O 分子很稳定，与共价键有关。 答案 C [数据分析题] 3．(宁波模拟)已知： CH4 SiH4 NH3 PH3 沸点(K) 101.7 161.2 239.7 185.4 分解温度(K) 873 773 1 073 713.2 分析上表中四种物质的相关数据，请回答： (1)CH4 和 SiH4 比 较 ， NH3 和 PH3 比 较 ， 沸 点 有 差 别 的 原 因 是 _________________ __________________________________________________________________。 (2)CH4 和 SiH4 比 较 ， NH3 和 PH3 比 较 ， 分 解 温 度 有 差 别 的 原 因 是 _____________ __________________________________________________________________。 (3)结合上述数据和规律判断，一定压强下 HF 和 HCl 的混合气体降温时________先液化。 解析 对于分子构成的物质，影响沸点的因素是分子间作用力，特别要注意氢键的影响；影 响分子稳定性的因素是形成分子的共价键的强弱。由于 HF 分子间可形成氢键，故 HF 比 HCl 易液化。 答案 (1)物质组成和结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此 SiH4 沸点高 于 CH4；NH3 分子间还存在氢键作用，因此 NH3 的沸点高于 PH3 (2)C—H 键键能大于 Si—H 键，因此 CH4 分解温度高于 SiH4；N—H 键键能大于 P—H 键，因此 NH3 分解温度高于 PH3 (3)HF 考点三 从微观结构看物质的多样性 [考试标准] 1．同素异形体与同素异形现象(a/b)。2.同分异构体与同分异构现象(a/b)。3.NaCl、金刚石、 足球烯、干冰、石英中微粒的空间排列方式及相互间作用力(a/a)。4.离子晶体、分子晶体、 原子晶体、金属晶体的形成方式(a/a)。5.离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体的主要 特性(/a)。 1．同素异形现象 (1)一种元素形成几种不同单质的现象叫做同素异形现象。 (2)同一元素可形成不同单质，这些单质互称为这种元素的同素异形体。 2．同分异构体 (1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式但具有不同结构的现象。 (2)同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物的互称。 (3)几种常见的简单有机物的同分异构体 ①正丁烷和异丁烷：分子式均为：C4H10，其结构式分别为： 。 ②乙醇和二甲醚：分子式均为 C2H6O，其结构式分别为： 。 3．晶体类型及性质的比较 晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体 构成晶体的粒 子 阳 离 子 和 阴 离子 分子 原子 金属离子、自由电 子 组成晶体粒子 间相互作用 离子键 范 德 华 力 ( 有 的存在氢键) 共价键 金属键 典型实例 NaCl 冰(H2O)、 干冰 (CO2) 金刚石、 晶体硅、 SiO2、SiC 及 Si3N4 等大多数 新型高温 结构陶瓷 除汞外的金属及 合金 晶 体 的 物 理 性 质 熔、沸点 熔点较高，沸 点高 熔、沸点低 熔、沸点高 易导电、易导热， 大多数具有较好 的延展性，密度、 硬度、熔、沸点等 差别较大 导热性 不良 不良 不良 导电性 固态不导电， 熔 化 或 溶 于 水能导电 固体、熔融不 导电，部分化 合物溶于水能 导电 不导电 机械加工 性能 不良 不良 不良 硬度 略硬而脆 硬度低 高硬度 4.NaCl、干冰、石英的晶体结构示意图 (NaCl) (干冰) (石英) 【应用思考】 试分析 NaCl 晶体中的微粒间的关系 答案 从 NaCl 的结构图中可以看出，构成氯化钠晶体的微粒是 Na＋和 Cl－，微粒间的相互作 用力是离子键，氯化钠晶体中不存在氯化钠分子，所以 NaCl 不表示氯化钠的分子式，仅表示 在 NaCl 晶体中钠离子与氯离子的个数比是 1∶1。在每个钠离子周围与它等距离最近的氯离子 有 6 个，同样，与每个氯离子等距离最近的钠离子也为 6 个。每个钠离子周围与它等距离最 近的钠离子有 12 个，同样，与每个氯离子等距离最近的氯离子也为 12 个。 [归纳总结] 常见同素异形体的比较 单质 金刚石 石墨 足球烯(C60) 物 理 颜色状态 无色透明固体 灰黑色固体 灰黑色固体 硬度熔点 坚硬、熔点很高 质软、熔点高 硬度小、熔点低 性 质 导电性 不导电 导电 不导电 微观结构 差异分析 碳原子的成键方式和排列方式不同 [考法题组] [易错判断题] 1．我们熟悉的氯化钠、金属、刨冰、钻石、水晶等都是晶体；而同样透明的玻璃却是非晶体。 下列关于晶体和非晶体的本质区别的叙述中，正确的是( ) A．是否是具有规则几何外形的固体 B．是否是具有固定组成的物质 C．是否是具有美观对称的外形 D．内部构成微粒是否在空间呈有规则的重复排列 解析 有规则几何外形或美观对称的固体不一定都是晶体，如玻璃；具有固定组成的物质也 不一定是晶体，如某些无定形体也具有固定的组成。晶体和非晶体的本质区别在于微观结构 不同。 答案 D [数据分析题] 2．下表给出几种氯化物的熔、沸点： NaCl MgCl2 CaCl2 SiCl4 熔点(℃) 801 712 782 －68 沸点(℃) 1 465 1 412 1 600 57.6 则下列各项中与表中数据不一致的是( ) A．CaCl2 属于离子晶体 B．SiCl4 是分子晶体 C．1 500 ℃时，NaCl 可气化 D．MgCl2 水溶液不能导电 解析 熔、沸点的差异说明了晶体中微粒间作用力的不同，即晶体类型不同。判断出晶体类 型，然后根据各晶体的性质特点进行判断。 答案 D 3．现有几组物质的熔点(℃)数据： A 组 B 组 C 组 D 组 金刚石：3 550 ℃ Li：181 ℃ HF：－83 ℃ NaCl：801 ℃ 硅晶体：1 410 ℃ Na：98 ℃ HCl：－115 ℃ KCl：776 ℃ 硼晶体：2 300 ℃ K：64 ℃ HBr：－89 ℃ RbCl：718 ℃ 二氧化硅：1 723 ℃ Rb：39 ℃ HI：－51 ℃ CsCl：645 ℃ 据此回答下列问题： (1)A 组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是____________________。 (2)B 组晶体共同的物理性质是________(填序号)。 ①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性 (3)C 组中 HF 熔点反常是由于________________________________________。 (4)D 组晶体可能具有的性质是________(填序号)。 ①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电 (5)D 组 晶 体 的 熔 点 由 高 到 低 的 顺 序 为 NaCl>KCl>RbCl>CsCl ， 其 原 因 为 ________________________________________________________________________________ _____________________________________________________。 解析 (1)根据 A 组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的；(2)B 组为金属晶体， 具有①②③④四条共性；(3)HF 中含有分子间氢键，故其熔点反常；(4)D 组属于离子晶体， 具有②④两条性质；(5)D 组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。 答案 (1)原子 共价键 (2)①②③④ (3)HF 分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出 HF 分子间能形成氢键即可) (4)②④ (5)D 组晶体都为离子晶体，r(Na＋)