高考化学一轮复习第五章第1讲原子结构化学键教案新人教版.docx

第1讲原子结构化学键【2020备考】最新考纲：1.了解元素、核素和同位素的含义。2.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。3.了解原子核外电子排布。4.掌握原子结构示意图。5.了解化学键的定义。6.了解离子键、共价键的形成。7.掌握电子式的表示方法。核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识化学键的本质是原子间的静电作用，能多角度、动态的分析化学键。2.证据推理与模型认知：能运用原子结构模型解释化学现象，揭示现象的本质与规律。3.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构与化学键的问题，确定探究目的，设计研究方案。考点一原子构成(频数：难度：)名师课堂导语 原子结构高考考查力度不是很大，注意有关概念辨析，重点掌握常见原子核外电子排布特点，根据排布特点推断元素种类，熟知常见的等电子微粒。1.原子的构成(1)原子的定义：原子是化学变化中的最小微粒。破坏原子结构的核变不属于化学变化。化学反应前后原子守恒。(2)原子的构成(3)原子内的等量关系质量数(A)质子数(Z)中子数(N)；质子数原子序数核电荷数核外电子数；图示：阳离子：质子数核外电子数电荷数；阴离子：质子数核外电子数电荷数。(4)元素、核素、同位素“三素”概念的辨析：几种重要的核素及其应用核素UCHHO用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。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；同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变；不同核素可能具有相同的质子数，如H和H；也可能具有相同的中子数，如1C和1O；也可能具有相同的质量数，如1C和1N。2.核外电子排布规律(1)核外电子排布规律(2)原子结构示意图元素推断是本章重点，而特殊的电子层结构是常用的推断方式，对于常考元素如H、Na、C、O、S的核外电子排布特点要熟练掌握。附录：元素的特殊的电子层结构(晨背5分钟)(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K；(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar；(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P；(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne；(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si；(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg；(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素S；(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。速查速测1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”(1)元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的()(2)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数()(3)U和U是同位素，核反应属于化学变化()(4)2H核外电子数为2()(5)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()2.(教材改编题)(RJ必修2P115改编)有以下六种原子：Li、Li、Na、Mg、6C、7N，下列相关说法不正确的是()A.Li和Li在元素周期表中所处的位置相同B.6C和7N质量数相等，二者互为同位素C.Na和Mg的中子数相同但不属于同种元素D.Li的质量数和7N的中子数相等答案B3.(思维探究题)等质量的H2O和D2O：物质的量之比：_ 。中子数之比：_ 。质子数之比：_ 。电子数之比：_ 。答案10989109109A组基础知识巩固1.(2019福建厦门一中期中)在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。下列说法中正确的是()A.34S原子核内中子数为16B.2H的酸性比1H的酸性更强C.13C和15N原子核内的质子数相差2D.1HO在相同条件下比1HO更易蒸发解析34S原子核内的中子数为341618，A项错误；2H与1H都是氢离子，化学性质相同，即2H的酸性与1H的酸性相同，B项错误；13C原子的质子数为6，15N原子的质子数为7，则13C和15N原子核内的质子数相差1，C项错误；因1HO的相对分子质量为121618，1HO的相对分子质量为121820，则1HO的沸点低，1HO在相同条件下比1HO更易蒸发，D项正确。答案D2.(2019上海同济中学月考)月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是()A.He比He多一个中子B.氦元素的近似相对原子质量为3.5C.He的相对原子质量为D.He的摩尔质量为bNA解析He比He少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个1C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量，因此He的相对原子质量为，C正确；He的摩尔质量为bNAgmol1，D错误。答案C3.X、Y、Z三种短周期元素，原子半径的大小关系为r(Y)r(X)r(Z)，原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下发生如图所示变化，其中乙和丙均为10电子分子。下列说法不正确的是()A.元素X位于第A族B.甲不能溶解于乙中C.甲和丙在一定条件下能发生氧化还原反应D.乙的沸点低于丙的沸点解析由题给信息和框图可以推出，X为O，Y为N，Z为H，甲为NO，乙为H2O，丙为NH3。O位于第A族，A正确；NO不溶于水，B正确；NO和NH3在一定条件下能发生氧化还原反应，C正确；H2O的沸点高于NH3的沸点，D错误。答案D【练后归纳】等电子微粒(1)“10电子”微粒(2)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C。(3)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。(4)“18电子”微粒CH3CH3、H2NNH2、HOOH、FF、FCH3、CH3OHB组考试能力过关4.(2017北京卷)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tin)，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A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解析A.117号元素Ts的原子核外最外层电子数是7，可知Ts是第七周期第A族元素，正确；B.同位素是同种元素不同原子之间的互称，因此Ts的同位素原子具有相同的电子数，正确；C.根据元素周期律可知，同一主族元素从上往下非金属性依次减弱，所以Ts在同族元素中非金属性最弱，正确；D.中子数为176的Ts核素符号是Ts，错误。答案D5.(海南化学)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.1HO与DO的相对分子质量相同解析A项，氘表示为H，核外有1个电子；D项，1HO的相对分子质量为20，DO的相对分子质量也为20；C项，H2O、D2O均为化合物。答案C6.(新课标全国卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是()A.W2、X B.X、Y3C.Y3、Z2 D.X、Z2解析结合原子序数依次增大和简单离子的电荷数，确定W、X、Y、Z分别为O、Na、Al、S四种元素，能发生水解的离子为Al3、S2，故C项正确。答案C考点二化学键(频数：难度：)名师课堂导语 本考点主要考查对两种常见化学键类型的理解与判断；以及对离子化合物和共价化合物两种物质类别的判断；另外电子式的书写在二卷中也是一个重要的考查角度，特别是在理解结构的基础上对陌生物质的电子式的书写方法，要重点掌握。1.化学键(1)定义：相邻原子间强烈的相互作用。(2)分类(1)分子间作用力、氢键不属于化学键。(2)物质中并不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。2.离子键与共价键(1)概念离子键：阴、阳离子通过静电作用形成的化学键。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(1)离子键中的“静电作用”既包括静电吸引力又包括静电排斥力。(2)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中AlCl键为共价键。(3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等。3.化学键的表示方法电子式(1)概念：在元素符号周围用“”或“”来代表原子的最外层电子(价电子)的式子。(2)书写4.化学键与物质类别的关系(1)化学键与物质类别的关系(2)离子化合物与共价化合物化合物类型定义与物质分类的关系举例离子化合物含有离子键的化合物包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物NaCl、Na2O2、NaOH、Na2O、NH4Cl等共价化合物只含有共价键的化合物包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等H2S、SO2、CH3COOH、H2SO4、NH3H2O等(1)不同元素的两个非金属原子构成的物质一定是共价化合物，如HCl；两种非金属元素多个原子可构成离子化合物，如NH4H。(2)离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏；共价化合物在液态下不电离，所以熔化时导电的化合物一定是离子化合物。速查速测1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”(1)所有物质中都存在化学键()(2)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键()(3)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键() (4)共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏()(5)共价化合物熔点都低于离子化合物()2.(教材改编题)(RJ必修2P259改编)有以下9种物质：NeNH4ClKNO3NaOHCl2SO2H2SNa2O2MgCl2(1)既存在离子键又存在共价键的是_。(2)不存在化学键的是_。(3)属于共价化合物的是_。(4)属于离子化合物的是_。答案(1)(2)(3)(4)3.(思维探究题)对于反应：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2断裂的化学键为：_。形成的化学键为：_。答案离子键、极性和非极性共价键离子键、极性和非极性共价键A组基础知识巩固1.(2018陕西西安模拟)在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是()A.将SO2通入水中 B.烧碱溶于水C.将HCl通入水中 D.硫酸氢钠溶于水解析SO2、HCl不含有离子键，所以不会有离子键的破坏过程，A、C错误；烧碱在水溶液中电离产生了钠离子和氢氧根离子，没有共价键的破坏过程，B错误；硫酸氢钠既含有离子键又含有共价键，溶于水时钠离子与硫酸氢根离子之间的离子键被破坏，同时硫酸氢根离子中的共价键也被破坏。答案D2.(2018浙江温州模拟)下列说法正确的是()A.碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力B.硫酸钾和硫酸溶于水都电离出硫酸根离子，所以它们在熔融状态下都能导电C.N2、CO2和SiO2中都存在共价键，它们都是由分子构成D.H2和Cl2在光照条件下反应生成HCl，反应中一定有共价键的断裂和形成解析A项，碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服分子间作用力，碘原子间是共价键，错误；B项，硫酸是共价化合物，在熔融状态下不能导电，错误；C项，N2、CO2和SiO2中都存在共价键，N2、CO2都是由分子构成，SiO2是由原子构成，错误；D项，氢气、氯气和氯化氢中均含有共价键，因此反应中一定有共价键的断裂和形成，正确。答案D3.a、b、c、d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。下列叙述错误的是()A.d元素的非金属性最强B.它们均存在两种或两种以上的氧化物C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键解析根据题意，短周期元素中，a的M层电子数为1个，则a为钠元素，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，则b为碳元素，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，则c为硫元素，结合c与d同周期，d的原子半径小于c，故d为氯元素。A项，上述元素中非金属性最强的元素是氯元素，正确；B项，钠可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物，碳元素可以形成CO、CO2两种氧化物，S元素可以形成SO2、SO3两种氧化物，氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种价态的氧化物，B项正确；C项，钠为活泼金属元素，可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物，正确；D项，碳元素可以与氢元素形成只含有极性键的化合物，如CH4，也可形成含有极性键和非极性键的化合物，如CH3CH3等，硫元素形成的H2S只含极性键，氯元素与氢元素形成的HCl也只含极性键，错误。答案D4.已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 050714191工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是_；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是_。答案MgO的熔点高，熔融时耗费更多资源，增加生产成本AlCl3为共价化合物，熔融态难导电【归纳总结】化学键对物质性质的影响1.对物理性质的影响(1)金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。(2)NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。2.对化学性质的影响(1)N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2性质很稳定。(2)H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。B组考试能力过关5.(全国卷)下列有关化学键的叙述，正确的是()A.离子化合物中一定含有离子键B.单质分子中均不存在化学键C.含有极性键的分子一定是极性分子D.含有共价键的化合物一定是共价化合物解析特别注意：离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等，故A项正确，D项错误；化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误；C项中，含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子。答案A6.(2015全国卷，9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c和d的电子层结构相同。下列叙述错误的是()A.元素的非金属性次序为cbaB.a和其他3种元素均能形成共价化合物C.d和其他3种元素均能形成离子化合物D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6解析a的电子层结构与氦相同，则a为氢元素；b和c的次外层有8个电子，且最外层电子数分别为6、7，则b为硫元素，c为氯元素；d的最外层电子数为1，且c和d的电子层结构相同，则d为钾元素。A项，元素的非金属性次序为ClSH，正确；H2S和HCl是共价化合物，KH、K2S和KCl是离子化合物，B项错误，C项正确；D项，氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为1和1、6和2、7和1，因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6，正确。答案BA级全员必做题1.(2018漳州八校高三联考)下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是()A.HF的电子式：B.HClO的结构式：HOClC.S2的结构示意图：D.CH4分子的球棍模型：解析HF是共价化合物，不存在离子键，分子中氟原子与氢原子形成1个共用电子对，电子式为，A错误；次氯酸的中心原子为O，HClO的结构式正确，B正确，硫离子质子数为16，核外电子数为18，有3个电子层，由里到外各层电子数分别为2、8、8，离子结构示意图为，C错误；球棍模型可以表示原子之间的成键形式、分子的空间结构等，不能表示甲烷中原子之间的成键情况，是甲烷的比例模型，甲烷的球棍模型为，D错误。答案B2.下列化合物中，既有离子键，又有共价键的是()A.MgCl2 B.Na2O2C.Cl2 D.NH3H2O解析MgCl2中只有离子键，Cl2、NH3H2O分子中只有共价键，Na2O2的电子式为，其中Na和O间是离子键，氧氧键是共价键。答案B3.(2019天津红桥期中，13)中国科学院近代物理研究所人员成功合成了新核素2Ac，主要用于宇航飞行器的热源。205Ac可由207Ac转化而成，下列有关205Ac、207Ac的说法中正确的是()A.核外电子数分别为116、118B.205Ac、207Ac化学性质相同C.205Ac、207Ac在周期表中的位置不同D.物质的量相等的205Ac、207Ac质量相同解析205Ac、207Ac为同位素，核外电子都是89个，A项错误；205Ac、207Ac的核外电子排布相同，故二者的化学性质相同，B项正确；205Ac、207Ac互为同位素，在元素周期表中的位置相同，C项错误；205Ac、207Ac的质量数不同，其摩尔质量不同，则相同物质的量的二者质量不同，D项错误。答案B4.用NA表示阿伏加德罗常数的值，35Cl和37Cl是Cl元素的两种核素，下列说法正确的是()A.71 g 35Cl2和71 g 37Cl2均含2NA个Cl原子B.35Cl和37Cl间的相互转化是化学变化C.35Cl和37Cl核外电子排布方式相同D.35Cl2、H2形成的燃料电池，35Cl2在负极放电解析35Cl2和37Cl2的摩尔质量不同，A项错误。发生化学变化的最小微粒是原子，原子的种类和数目不发生变化，而35Cl和37Cl间的相互转化是原子核内部的变化，B项错误。35Cl和37Cl核外均为17个电子，核外电子排布方式相同，C项正确。35Cl2与H2反应生成H35Cl，35Cl2是氧化剂，在正极放电，D项错误。答案C5.下列说法正确的是()A.13C和14N质子数相差1，中子数也相差1B.一种元素可以有多种核素，有几种核素就有几种原子C.钴Co、Co、Co、Co等几种原子，他们是同素异形体，其物理性质几乎相同，化学性质不同D.核聚变如HHHen，由于有新粒子生成，该变化是化学变化解析13C和14N质子数相差1，中子数相等，均为7，A项错误；一种元素可以有多种核素，一种核素就是一种原子，B项正确；钴Co、Co、Co、Co等几种原子，他们是同位素，C项错误；核聚变如HHHen，由于原子核发生了变化，该变化属于核反应，不是化学变化，D项错误。答案B6.(2018东北五校联考)下列说法不正确的是()A.干冰升华和液氯汽化时，都只需克服分子间作用力B.N2和Cl2O两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱D.石墨转化为金刚石，既有化学键的断裂，又有化学键的形成解析干冰升华、液氯汽化，都只需克服分子间作用力，A项正确；N2的电子式为NN，Cl2O的电子式为，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构，B项正确；非金属性：FClBrI，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强，C项错误；石墨转化为金刚石，为化学变化，既有化学键的断裂，又有化学键的形成，D项正确。答案C7.某元素的一个原子形成的离子可表示为Xn，下列说法正确的是()A.Xn含有的中子数为abB.Xn含有的电子数为anC.X原子的质量数为abnD.1个X原子的质量约为 g解析Xn中a表示质子数，b表示质量数，“n”表示X得到n个电子，则其含有的中子数为ba，电子数为an，A、B、C项错误；1 mol X的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 g，D项正确。答案D8.“神舟六号”所用动力燃料之一为氢化锂三兄弟：LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7，有关下列叙述中正确的是()A.等物质的量的三种物质质子数之比为123B.等物质的量的三种物质中子数之比为111C.等物质的量的三种物质的摩尔质量之比为8910D.三种物质的化学性质不相同解析等物质的量的三种物质质子数之比为111，中子数之比为456，质量数之比为8910，A、B错，C正确；化学性质与原子的核外电子排布有关，三种物质的化学性质相同，D错。答案C9.下列说法中正确的是()A.在化合物CaCl2中，除了有Ca2与Cl之间的离子键外，还有两个Cl之间的共价键B.碘受热升华时共价键被破坏C.熔化状态下能导电的化合物中一定存在离子键D.离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中可能含有离子键解析本题考查微粒之间的相互作用力。熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，C项正确。在化合物CaCl2中，两个Cl之间无化学键，A项错误；碘受热升华时分子间作用力被破坏，共价键未被破坏，B项错误；共价化合物中不可能含有离子键，D项错误。答案C10.(2018宁夏银川一中高三考前适应性训练)下列各项表达中正确的是()A.用酸性KMnO4溶液可以检验绿矾(FeSO47H2O)是否变质B.非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中C.在共价化合物分子内，可能存在离子键D.在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7解析A项，绿矾变质后，仍有部分Fe2，绿矾不变质，绿矾中也含有Fe2，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，因此不能用酸性高锰酸钾溶液检验绿矾是否变质，应用KSCN溶液检验，如果溶液变红，说明绿矾变质，错误；B项，非极性键也可存在于化合物中，如Na2O2和H2O2中，错误；C项，共价化合物中一定不含离子键，错误；D项，氮原子中质子数为7，但中子数不一定为7，正确。答案D11.现有ah 8种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图，请据此回答下列问题：(1)下列元素的原子间反应最容易形成离子键的是_(填选项字母，下同)，容易形成共价键的是_。A.c和f B.b和h C.d和h D.b和e(2)下列由ah形成的各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是_(双选)。A.ea3 B.ah C.fh3 D.dh4(3)均由a、b、g和氧四种元素形成的两种离子化合物，相互反应可生成有刺激性气味的气体。这两种化合物中有一种相对分子质量为120，该化合物熔化时破坏的是_(填化学键类型，下同)，溶于水时破坏的是_。解析由元素在周期表中的位置可推知：a为H，b为Na，c为Mg，d为C，e为N，f为P，g为S，h为Cl。(1)非金属性最强的Cl和金属性最强的Na最易形成离子键，故选B项。非金属元素间易形成共价键，而四个组合中只有碳、氯都为非金属元素，故选C项。(2)写出各选项所对应的分子，其中NH3和HCl中的氢不是8电子结构，只有C、D项符合题意。(3)均由H、Na、S、O四种元素构成的能相互反应的离子化合物是NaHSO3和NaHSO4，其中相对分子质量为120的为NaHSO4，熔化时破坏的是离子键，电离方程式为NaHSO4=NaHSO；溶于水时破坏的是离子键和共价键：