高考化学二轮复习 专题四 物质结构和元素周期律专题讲义(1).doc

第4讲物质结构和元素周期律主干知识数码记忆一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2012天津高考)u和 u是中子数不同质子数相同的同种核素( )(2)(2012天津高考)短周期第a与a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。( )(3)(2012 安徽高考)nahco3、hcoona均含有离子键和共价键( ) (4)(2012海南高考)nh4br的电子式：br ( )(5)(2012全国高考)单质分子中均不存在化学键。( )二、必备知识掌握牢1原子或离子中各微粒间的数量关系(1)质子数核电荷数核外电子数原子序数。(2)质量数质子数中子数。(3)质子数阳离子的核外电子数阳离子所带正电荷数。(4)质子数阴离子的核外电子数阴离子所带负电荷数。 2元素、核素、同位素之间的关系(1)同种元素的质子数：核素1核素2核素n。(2)同种元素的中子数：核素1核素2核素n。 3化学键与物质类型关系(1)离子化合物中一定存在离子键，可能存在共价键；共价化合物中一定不含离子键。(2)金属元素与非金属元素形成的化合物不一定都是离子化合物，如alcl3；只由非金属元素形成的化合物不一定都是共价化合物，如铵盐。(3)分子中不一定都有化学键，如稀有气体分子为单原子分子，不存在化学键。(4)化学键分为离子键和共价键，不仅对物质的化学性质有影响，有些情况下对物理性质也有影响，如熔点、硬度、溶解性等。三、常考题型要明了考查10电子微粒典例考查学生对同位素的理解演练1考查原子结构的特殊性演练2典例a、b、c、d、e五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：ac=de；bc=2d。请回答：(1)c的电子式是_。(2)分别写出a和d反应、b和e反应的离子方程式_、_。(3)除d、e外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式_。(4)除a、b外，请再写出两种含10个电子的阳离子_。解析本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知，10个电子的粒子中，原子有：ne；阴离子有：n3、o2、f、oh、nh；阳离子有：na、mg2、al3、nh、h3o；分子有：ch4、nh3、h2o、hf。根据题意有：ac=de，推知a应为nh，c为oh、d为h2o、e为nh3，将其结果代入bc=2d，推知b应为h3o。答案(1)h(2)nhh2onh3h2ohh3onh3=nhh2o(3)ch4、ne(4)na、mg2110电子粒子的记忆方法以ne为中心进行记忆ne,210电子粒子间的反应若a、b、c、d均为10电子粒子，它们之间存在如下反应：则该反应一定是nhohnh3h2o故a为nhb为ohc为nh3d为h2o演练1(2013上海高考)230th和232th是钍的两种同位素，232th可以转化成233u。下列有关th的说法正确的是()ath元素的质量数是232bth 元素的相对原子质量是231c232th 转换成233u是化学变化d230th和232th的化学性质相同解析：选d232th 、230th的质量数分别是232、230 ，而th元素没有质量数，a项错误；元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量取得的平均值，b项错误；同位素的物理性质不同，化学性质几乎相同，d项正确；化学变化是生成新物质的变化，原子不变，而c项的原子发生变化，错误。演练2(2013连云港模拟)已知x、y、z三种元素的原子序数依次递增，x原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而z原子的最外层电子数是次外层的3倍，y和z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是()ay和z可以组成一种y和z的质量比为78的化合物bx、y、z组成的盐中既含离子键又含共价键cx和z可以组成原子个数比分别为11和21，常温下为液态的两种化合物d由x、y、z三种元素中的任意两种组成的具有10电子的微粒仅有2种解析：选d由x原子的电子层数与它的核外电子总数相等知，x为氢元素；原子的最外层电子数是次外层的3倍的z为氧元素；与氧形成两种以上气态化合物的y为氮元素。n、o可形成化合物n2on或non/2 ，根据y和z的质量比为78，解得n2，为no，a项正确；h、n、o组成的盐有nh4no3、nh4no2等，既含离子键又含共价键，b项正确；h、o两元素可形成h2o、h2o2两种液态化合物，c项正确；h、n、o组成的10电子微粒有多种，如nh、nh3、h2o、h3o、oh等，d项不正确。一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2012北京高考)已知33as、35br位于同一周期，原子半径：asclp。( )(2)(2011山东高考)元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价。( )(3)(2012山东高考)第a族金属元素是同周期元素中金属性最强的元素。( )(4)(2013重庆高考)碱性：ba(oh)2ca(oh)2koh( )二、必备知识掌握牢1明确原子结构中的四个数量关系(1)电子层数周期序数(2)质子数原子序数(3)最外层电子数主族序数(4)主族元素的最高正价主族序数(o、f除外) 最低负价主族序数82掌握元素金属性、非金属性强弱比较的常见方法(1)金属性强弱的比较。根据元素在周期表或金属活动性顺序中的位置。根据金属与盐溶液的置换反应。根据原电池的正、负极。根据金属与h2o(或酸)反应置换出氢的难易。根据最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。 (2)非金属性强弱的比较。依据非金属之间的置换反应。如2f22h2o =4hfo2，则非金属性fo。依据非金属单质与h2化合的难易(或生成氢化物的稳定性)，如稳定性：hfhclhbrhi，则非金属性：fclbri。依据最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱，如酸性h2sio3h3po4h2so4，则非金属性sips。3会比较五种情况下粒子半径的大小(1)同周期元素的原子或最高价阳离子半径或简单阴离子半径从左至右逐渐减小(稀有气体元素除外)，如namgalsi；namg2al3；n3o2f。(2)同主族元素的原子或离子半径从上到下逐渐增大， 如linak；linak；fclbr。(3)电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增加而减小，如o2fnamg2al3。(4)核电荷数相同(即同种元素)的粒子，电子数越多，半径越大，如 fe3fe2；clcl。(5)电子层数和所带电荷都不同的，可选相近的离子参照比较，如：比较al3与s2的半径大小，可选 o2为参照，可知：al3o2、o2clpb热稳定性：hclash3hbrc还原性：as3s2cld酸性：h3aso4h2so4h3po4解析：选c同一周期中原子半径从左到右依次减小，a项中p的半径大于cl，a错误；非金属性越强，其气态氢化物越稳定，其最高价氧化物对应水化物酸性越强，故b项中热稳定性：hclhbrash3，d项中酸性h2so4h3po4h3aso4，b、d均错误；c项，单质氧化性：cl2sas，故阴离子的还原性：as3s2cl，c项正确。psclasbr演练2(双选)(2012广东高考)下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是()a原子半径：zyxb气态氢化物的稳定性：rwcwx3和水反应形成的化合物是离子化合物dy和z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应解析：选bd由图表中各元素的化合价及原子序数由左到右依次增大等信息，可以判断x为o，y为na，z为al，w为s，r为cl。原子半径为naalo，a项错误。cl元素的非金属性大于s元素，则hcl的稳定性强于h2s，b项正确。so3与水发生反应生成h2so4，h2so4为共价化合物，c项错误。na、al元素的最高价氧化物对应的水化物分别为naoh、al(oh)3，al(oh)3为两性氢氧化物，能与naoh反应，d项正确。元素周期表能够反映原子的位置和结构，在元素推断中如果已知元素在周期表中的位置，就可以快速确定元素的名称、原子结构及性质。但在实际考查中往往不是呈现完整的元素周期表，而是呈现某一片段，这就要求根据呈现的片段结构中提供的信息来推断元素。 典题(2013潍坊模拟)元素x、y、z原子序数之和为36，x、y在同一周期，x与z2具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是()a同周期元素中x的金属性最强b原子半径xy，离子半径xz2c同族元素中z的氢化物稳定性最高d同周期元素中y的最高价含氧酸的酸性最强解析根据x、y在同一周期，x与z2具有相同的核外电子层结构，可确定x与z的位置关系，再由x、y、z原子序数之和为36，又可确定y的位置，则转化为周期表片段为：zxy推断可知，x为na，z为o，y为cl。答案b名师支招将文字信息转化为周期表片段的应用在一些比较类型的题目中，由文字信息推断出某种元素后，可以先在图表中固定其位置，再根据其他元素的有关信息确定与该元素在周期表中的位置关系，即转化成周期表片段的形式，再进行比较，则很直观地得出结论。如x、y、m2、n2均为含若干电子的短周期元素的简单离子，离子半径的大小关系为：n2y，yx，ym2，m2x。则可推断：因四种元素都是短周期元素，n为非金属，应位于元素周期表的右边，由x、y、m的离子半径关系，则可以推知四种元素在元素周期表中与n的位置关系，转化为周期表片段：xn(1)ymn(2)n(3)则n可能和y不在同一周期，也可能和y、m在同一周期。 针对训练1(双选)(2013广东高考)元素r、x、t、z、q在元素周期表中的相对位置如右表所示， 其中r单质在暗处与h2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是()a非金属性：ztxbr与q的电子数相差26c气态氢化物稳定性：r tq解析：选bd本题考查了元素周期表、元素周期律的有关知识，意在考查考生对元素周期表的熟悉程度及对元素周期律的掌握程度。表中所示的元素r为f，x为s，t为cl，z为ar，q为br。非金属性：cls，a项错误；f、br原子的核外电子数分别为9、35，相差26，b项正确；元素周期表中，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，对应气态氢化物的稳定性逐渐减弱，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，故hf、hcl、hbr的稳定性逐渐减弱，c项错误；hclo4的酸性强于hbro4的酸性，d项正确。2(2013福建高考)四种短周期元素在周期表中的位置如右图，其中只有m为金属元素。下列说法不正确的是()a原子半径zsino，a项正确；因为n的非金属性比si强，所以hno3的酸性比h2sio3强，b项错误；因为o的非金属性比si强，所以气态氢化物的热稳定性h2osih4，c项正确；o元素位于周期表的第2周期、第a族，d项正确。1金属钛对体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生命金属”之称。下列有关ti和ti的说法中正确的是()a.ti和ti中均含有22个中子b.ti和ti核外均有4个电子层c分别由ti和ti组成的金属钛单质互称为同分异构体d.ti和ti的性质完全相同解析：选bti和ti的中子数分别为26和28，a项不正确；ti为第4周期元素，有4个电子层，b项正确；ti和ti组成的金属钛不是化合物，不存在同分异构体，c项不正确；ti和ti的化学性质相似，物理性质有差异，d项不正确。2(2013浙江高考)短周期元素x、y、z、w、q在元素周期表的位置如表所示，其中x元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法中正确的是()xyzwqa.钠与w可能形成na2w2化合物b由z与y组成的物质在熔融时能导电cw得电子能力比q强dx有多种同素异形体，而y不存在同素异形体解析：选a本题考查了元素周期表及元素周期律，意在考查考生的分析推断能力。根据题意可知，x、y、z、w、q分别为c、o、si、s、cl。a项，na与s可形成na2s2；b项，sio2在熔融时不能产生自由移动的离子，故不能导电；c项，s得电子能力比cl弱；d项，氧元素也存在同素异形体。3(2012大纲版全国卷)元素x形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且x的离子半径小于负二价硫离子的半径，x元素为()aalbpcar dk解析：选d具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大其离子半径越小。选项a，al3具有第二周期稀有气体电子层结构；选项b，磷离子半径大于负二价硫离子的半径；选项c，ar为稀有气体元素，不能形成离子；选项d，k具有与钙离子相同的电子层结构，且半径小于负二价硫离子。4(2013天津高考)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是()aa族与a族元素间可形成共价化合物或离子化合物b第二周期元素从左到右，最高正价从1递增到7c同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越大d同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强解析：选a本题考查元素周期律知识，意在考查考生的推理能力。第a族的氢元素可以和第a族的卤族元素形成共价化合物，第a族的金属元素可以和第a族的卤族元素形成离子化合物，a项正确；第二周期中o没有最高正价，f没有正价，b项错误；同主族元素中还原性强的简单阴离子不一定能够水解，如卤族元素中的i不能水解，c项错误；如铝为3价，钠为1价，但钠失电子能力比铝强，d项错误。5在周期表主族元素中，甲元素与乙、丙、丁三元素紧密相邻(上下或左右)，甲、乙两元素的原子序数之和等于丙元素的原子序数，这四种元素原子的最外层电子数之和为20。下列说法正确的是()a甲、乙、丙、丁四种元素均为短周期元素b气态氢化物的稳定性：甲乙c最高价氧化物对应的水化物的酸性：甲丙d元素丁与乙形成的化合物中可能含有离子键解析：选a根据甲元素与乙、丙、丁三元素紧密相邻，则其相对位置关系中有一种元素与甲同族或两种元素与甲同族。设甲元素原子最外层电子数为x，若只有一种元素与甲同族，则另两种元素比分别位于甲的左右两侧，故2x(x1)(x1)20，解得x5；若两种元素与甲同族，则另一元素必位于甲的左边或右边，则有3x(x1)20或3x(x1)20，二式均无整数解，故四种元素的位置关系为第一种情况。根据甲、乙两元素的原子序数之和等于丙元素的原子序数，则丙元素原子序数最大，甲、丙必为同族，且乙元素原子序数为8，即甲为氮元素，乙为氧元素，丙为磷元素，丁为碳元素。只有a项正确。6.已知w的一种核素的质量数为18，中子数为10；x和ne原子的核外电子数相差1；y的单质是一种常见的半导体材料；z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是()a化合物xzw既含离子键也含共价键b对应气态氢化物的稳定性yzc对应简单离子半径：xwdy的氧化物能与z或x的最高价氧化物对应的水化物反应解析：选aw、x、y、z是四种常见的短周期元素，w的一种核素的质量数为18，中子数为10，w的质子数是8，为o元素；x和ne原子的核外电子数相差1，且w的原子半径小于x的原子半径，x是na元素；y的单质是一种常见的半导体材料，y是si元素；z的非金属性在同周期元素中最强，且原子半径大于w，z是cl元素。a项，化合物xzw是次氯酸钠，次氯酸钠中含有离子键和共价键，正确。b项，硅的非金属性弱于氯元素，对应的气态氢化物的稳定性yc的气态氢化物浓溶液可用于检验氯气管道的泄漏d阴离子的还原性大于，最高价氧化物的水化物的碱性小于解析：选a都是短周期元素，由、可推知为n元素，为p元素，由推为o元素，由、可推知为li元素，为na元素，由推为al元素；是第a族元素，且有7价，为cl元素。第三周期简单离子中al3的半径最小，a不正确，气态氢化物的稳定性h2onh3，b正确；8nh33cl2=6nh4cln2，反应现象为有白烟生成，c正确；非金属性越强，对应阴离子的还原性越弱，故cl的还原性弱于p3，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，lioh的碱性弱于naoh，d正确。9(2013江苏高考)短周期元素x、y、z、w的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。x的原子半径比y的小，x与w同主族，z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是()a原子半径的大小顺序：r(y)r(z)r(w)b元素z、w的简单离子的电子层结构不同c元素y的简单气态氢化物的热稳定性比z的强d只含x、y、z三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物解析：选d本题考查元素推断，意在考查考生对物质结构、元素周期律的掌握和运用能力。根据题意可推断出x、y、z、w四种元素依次是h、n、o、na。原子半径r(na)r(n)r(o)，a错误。o2和na的电子层结构相同，b错误。由于o的非金属性强于n，所以h2o的热稳定性强于nh3，c错误。只含h、n、o三种元素的化合物可能是共价化合物hno3，也可能是离子化合物nh4no3，d正确。10x、y、z、w是原子序数依次增大的四种短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物，己是由z元素形成的单质。已知：甲乙=丁己，甲丙=戊己； 0.1 moll1丁溶液的ph为13(25 )。下列说法正确的是()a原子半径：wzyxby元素在周期表中的位置为第3周期第a族c1 mol甲与足量的乙完全反应共转移1 mol电子d化合物甲中只有离子键解析：选c0.1 moll1丁溶液的ph为13(25 )，说明丁为氢氧化钠，两化合物反应生成氢氧化钠和一种单质的反应常见的有na2o2和h2o反应，又由“甲丙=戊己”知甲为na2o2，乙、丙分别为h2o和co2，综上所述，x、y、z、w分别是h、c、o、na四种元素。原子半径：wyzx，a不正确；碳元素在周期表中的位置为第2周期第a族，b不正确；na2o2中既含离子键又含共价键，d不正确。11(2012上海高考节选)2009年自然杂志报道了我国科学家通过测量sio2中26al和10be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空：(1)10be和9be_。a是同一种原子b具有相同的中子数c具有相同的化学性质(2)al和be具有相似的化学性质，写出becl2水解反应的化学方程式_。(3)研究表明26al可以衰变为26mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是_。 a比较这两种元素的单质的硬度和熔点 b在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液 c将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液 d将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用(4)目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。写出和ar核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序_(用化学符号表示)；其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用做干燥剂，此化合物的电子式是_。解析： 10be与9 be是同种元素的不同核素，二者互为同位素，具有相同的化学性质。比较金属mg、al的金属性强弱的方法有：比较其最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，可利用mg(oh)2、al(oh)3分别和naoh溶液反应的情况来比较mg(oh)2和al(oh)3的碱性强弱，比较mg、al与酸或水反应置换出氢气的难易等，d项在空气中久置，二者表面均被氧化为氧化物，无法比较，单质熔、沸点与金属性强弱无关。与ar(核外有18个电子)核外电子排布相同的阴离子有s2、cl，二者半径：s2cl，核外具有18个电子和k相邻的离子为ca2，cacl2常用作干燥剂，其是离子化合物，其电子式为：cca2c。答案：(1)c(2)becl22h2obe(oh)22hcl；(3)c(4)s2cl；ca212a、b、c、d、e、f六种短周期元素，其原子序数依次增大，其中b与c同周期，d与e和f同周期，a与d同主族，c与f同主族，c元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，d是所在周期原子半径最大的主族元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体。请回答下列问题：(1)元素d在周期表中的位置_。(2)c、d、f三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)_。(3)由a、b、c三种元素以原子个数比423形成化合物x，x中所含化学键类型有_。(4)若e是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，请写出反应的化学方程式：_。若e是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式：_。(5)fc2气体有毒，排放到大气中易形成酸雨，写出fc2与氧气和水蒸气反应的化学方程式_。解析：a、b、c、d、e、f六种短周期元素，其原子序数依次增大，其中b与c同周期， c与f同主族，c元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍，所以c是o元素；c与f同主族，且是短周期元素，f是s元素；d与e和f同周期，d是所在周期原子半径最大的主族元素，d是na元素；a与d同主族，且原子序数最小，为h元素；又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体，e处于钠和硫之间，所以是固体，则只能是a和b形成气体单质，a的原子序数小于b，a是h元素，b是n元素。(1)钠位于第三周期第ia族(2)离子的电子层数越多其半径越大，相同电子层结构的离子半径随着原子序数的增大而减小，所以离子半径大小顺序是s2 o2 na(3) 由a、b、c三种元素以原子个数比423形成的化合物x是硝酸铵，硝酸铵中含有离子键、共价键。(4)若e是金属元素，其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨，说明e是铝元素，高温下，铝和氧化铁能发生置换反应，化学方程式为2alfe2o3al2o32fe；若e是非金属元素，其单质在电子工业中有重要应用，e是硅，二氧化硅和强碱反应生成硅酸盐和水，离子方程式为：sio22oh=sioh2o(5)二氧化硫有毒，和水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定容易被氧气氧化生成硫酸，化学方程式为：2so2o22h2o=2h2so4答案：(1)第三周期第ia族(2)s2 o2 na(3)离子键、共价键(4)2alfe2o3al2o32fesio22oh=sioh2o(5)2so2o22h2o=2h2so413(2013天津高考节选)x、y、z、q、r是五种短周期元素，原子序数依次增大。x、y两元素最高正价与最低负价之和均为0；q与x同主族；z、r分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题：(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)_。(2)由以上某些元素组成的化合物a、b、c、d有如下转化关系：ab(在水溶液中进行)其中c是溶于水显酸性的气体；d是淡黄色固体。写出c的结构式_；d的电子式_。如果a、b均由三种元素组成，b为两性不溶物，则a的化学式为_；由a转化为b的离子方程式为_。如果a由三种元素组成，b由四种元素组成，a、b溶液均显碱性。用离子方程式表示a溶液显碱性的原因：_。a、b浓度均为0.1 moll1的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是_；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有_。解析：本题考查物质结构、元素周期律及化学方程式的书写等，意在考查考生的分析推理能力。首先根据题意可推出五种元素依次是h、c、o、na、al。(1)根据“同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大”即可解答。(2)五种元素形成的气体溶于水呈酸性，则c只能是co2，淡黄色固体d只能是na2o2。根据信息可知b是al(oh)3，在水溶液中na2o2与水反应生成naoh，再与al(oh)3反应生成naalo2，故a是naalo2。将co2通入naalo2溶液中，若co2过量生成nahco3，若co2不足则生成na2co3。易推出a是na2co3，b是nahco3。等物质的量浓度的na2co3与nahco3的混合溶液中，c(na)最大；由于co的水解程度大于hco且前者水解生成后者，所以c(hco)c(co)；溶液呈碱性则必有c(oh)c(h)；又由于oh和h均来自弱电解质的电离或水解，其浓度很小，则有c(na)c(hco)c(co)c(oh)c(h)。向该溶液中滴加盐酸，发生反应：na2co3hcl=nahco3nacl，na