（山东专用）高考化学二轮复习 专题四 原子结构 元素周期律（表）课件-人教版高三全册化学课件

1、专题四专题四 原子结构元素周期律原子结构元素周期律( (表表) )考点一原子结构考点一原子结构1.(2019课标,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XYZC.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A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

2、项,NaCl的水溶液呈中性,错误;B项,元素的非金属性:SiPCl,即XYZ,错误;C项,Y(P)的最高价氧化物的水化物为H3PO4,属于中强酸,正确;D项,该新化合物中一个P原子得到Na原子失去的一个电子,且形成两个PSi键,满足8电子稳定结构,错误。2.(2018课标,8,6分)下列叙述正确的是(B)A.24g镁与27g铝中,含有相同的质子数B.同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同C.1mol重水与1mol水中,中子数比为2 1D.1mol乙烷和1mol乙烯中,化学键数相同答案答案B本题考查原子结构与化学键。A项,24g镁和27g铝的物质的量均为1mol,1mol镁含有的质子数为12NA,1

3、mol铝含有的质子数为13NA,错误;B项,等质量的O2和O3中含有等物质的量的氧原子,含有的电子数相同,正确;C项,1mol重水含有10mol中子,1mol水含有8mol中子,故中子数比为5 4,错误;D项,乙烷的结构式为,1mol乙烷中含有的化学键为7mol,乙烯的结构式为,1mol乙烯中含有的化学键为5mol,错误。3.(2018课标,35,15分)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。A.B.C.D.(2)Li+与H-具有相同的电子构型,

4、r(Li+)小于r(H-),原因是。1s2s2px2py2pz1s2s2px2py2pz1s2s2px2py2pz1s2s2px2py2pz(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是、中心原子的杂化形式为。LiAlH4中,存在(填标号)。A.离子键B.键C.键D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。图(a)图(b)可知,Li原子的第一电离能为kJmol-1,OO键键能为kJmol-1,Li2O晶格能为kJmol-1。(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常

5、数的值为NA,则Li2O的密度为gcm-3(列出计算式)。答案答案(1)DC(2)Li+核电荷数较大(3)正四面体sp3AB(4)5204982908(5)解析(1)根据能量1s2scbaB.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:bcda,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,

6、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O2,D错误。5.(2011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

7、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,包括七个副族与族,D项错误。1.元素、核素、同位素的概念及相互关系元素、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);(AZAZ3)离子所带电荷=质子数-核外电子总数。3.能层与能级能层与能级(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KLMN

8、OPQ能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多容纳的电子数226261026101422818322n2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1p哑铃形3(px,py,pz)4.核外电子排布核外电子排布(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1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s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:1

9、s22s22p63s23p63d54s1简化表示式Cu:Ar3d104s1价电子排布式Fe:3d64s2电子排布图(或轨道表达式)O: 1s2s2p(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118B.中子数是295C.质量数是177D.第六周期0族元素295118答案答案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O

10、g属于第七周期0族元素。295118295118,2.(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TsTs等。下列说法正确的是(D)ATs和Ts的化学性质不同B.Ts位于周期表的第六周期第A族C.Ts的相对原子质量为293.5DTs和Ts质子数相同,中子数不同293117294117、293117.294117293117.294117答案答案DA项TsTs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A族,错

11、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。293117,294117、293117,294117考向二利用原子核外电子排布规律推断元素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3d64s2;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

12、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Y2O3D.ZO2是极性键构成的非极性分子答案答案A5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3d64s2,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

13、,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Fe2O3;D项,ZO2是CO2,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:XZYC.X与Y形成晶体的基本结构单元为四面体D.原子

14、半径:YZXW答案答案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+416,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,H2SO3为弱酸,属于弱电解质,错误;B项,非金属性:OSSi,则简单氢化物的稳定性:XZY,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

15、;D项,原子半径:YZXW,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:XYZB.最高价氧化物对应水化物的碱性:XYC.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Mg2+)Al3+,综上可得离子半径:Cl-Na+(或Mg2+)Al3+,故A错误;X和Y位于同一周期,同周期元素从左到右

16、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:XY,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考点二元素周期律与元素周期表1.(2019课标,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:WXB.常温常压下,Y单质为固态C.气态氢化物热稳定性:ZWD.X的最高价氧化物的水化物是强碱WXYZ答案答案D根据题给

17、周期表片段中各种元素的相对位置可知,W与X的最高化合价之差为2,设X的最高化合价为a,则W的最高化合价为a+2,结合题意知2a+2=8,解得a=+3,从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项,同周期主族元素从左到右,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,故原子半径:W(N)X(Al);B项,常温常压下,Y(Si)单质为固态;C项,非金属性:Z(P)W(N),故气态氢化物的热稳定性:ZW;D项,X为Al,其最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物。2.(2018课标,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子

18、数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是(B)A.常温常压下X的单质为气态B.Z的氢化物为离子化合物C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性D.W与Y具有相同的最高化合价答案答案B氢氟酸可腐蚀玻璃,根据题意可知W是F,与其同主族的Y是Cl;实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF,故Z是Ca;W、X、Z最外层电子数之和为10,则X是Na。钠单质常温常压下是固体,A错误;CaH2是由Ca2+与H-构成的离子化合物,B正确;CaCl2溶液呈中性,C错误;F是非金属性最强的元素,没有正化合价,氯元素的最高化合价是+7价,D错误。3.(2015山

19、东理综,8,5分)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是(C)A.原子半径:XYZC.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:YW答案答案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、MgCl2),C正确;根据元素周期律,可知原子半径:SiNO(XYZ),A错误;气态氢化物的稳定性

20、:SiH4H2O(XHNO3(Yr(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(A、A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、性质的关系元素周期

21、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:XY,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YC.简单气态氢化物稳定性:X大于YD.最高价含氧酸的酸性:X强于Y答案答案BA项,X、Y是同周期主族元素,且电负性:XY,则原子序数:XY,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A、A族元素的第一电离能大

22、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:XY,则简单气态氢化物稳定性:XY;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:XY,则最高价含氧酸的酸性:XY。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(49In)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(37Rb)同周期。下列说法不正确的是(D)A.In是第五周期第A族元素BIn的中子数与电子数的差值为17C.原子半径:InAlD.碱性:In(OH)3RbOH11549.答案答案

23、D铟和铷同属第五周期元素,铷在A族,铟在A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)H=-39.3kJmol-1;P(s,白磷)P(s,红磷)H=-17.6kJmol-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:288115热稳定性:NH3PH3(填“”或“”或“N2H4分子间存在氢键(3)b、c解析解析(1)质量数=质子

24、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)H=-21.7kJmol-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P,故热稳定性:NH3PH3;N2H4的结构式为,分子间存在氢键,故沸点:N2H4P2H4。(3)NH4I可与NaOH反应;NH4I中既有离子键,又有共价键;NH4I可发生水解反应,由NH4I的性质可推测PH4I的性质。方法技巧方法技巧“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(O2-)r(S2-)r(Se2-)r(Na+

25、)“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+)考向二周期表片段及其应用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:mnB.氢化物稳定性:nqD.最高价氧化物对应水

26、化物酸性:pqmnpq答案答案Cm的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应,即:NH3+HNO3NH4NO3,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:S2-Cl-,即pq;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)q(Cl),则最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4XXYZ答案答案AQ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

27、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CS2,A项正确;若Y为P,则最高价氧化物的水化物(H3PO4)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(NH4)2S,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

28、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A族,简化电子排布式为Ar4s24p2BCADE答案答案CA、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SiO2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NH3、H2O、HCl,其沸点从低到高的顺序为HClNH3CB

29、.热稳定性:A2DAEC.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O2-、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:H2SHCl,B项错误;CA(NaH)为离子化合物,与水反应生成NaOH和H2,C项

30、正确;实验室制备HCl气体,可选用NaCl和浓硫酸共热,D项正确。9.(2019四川绵阳南山中学质检)已知A、B、C、D四种元素,A是地壳中含量最高的元素;B是金属元素,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;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。下列有关叙述不正确的是(C)A.四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、ArB.元素A、B、C两两组成的化合物可能为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等C.元素A、C简单离子的半径大小关系为AC答案答案CA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

31、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、CaO2、Na2O、Na2O2等。C项,O形成的简单离子是O2-,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O2-Na+。D项,Ca的第一电离能大于Na的第一电离能。素养引领素养引领情境命题情境命题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100mLX2R的水溶液