三维设计教师用书版高考化学第十一章物质结构与性质复习新人教版新.docx
《三维设计教师用书版高考化学第十一章物质结构与性质复习新人教版新.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三维设计教师用书版高考化学第十一章物质结构与性质复习新人教版新.docx（89页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
三维设计教师用书版高考化学第十一章物质结构与性质复习新人教版新
物质结构与性质
考点一
[记牢主干知识]
1．能层、能级和最多容纳电子数之间的关系
能层（n）
能级
最多容纳电子数
序数
符号
符号
原子轨道数
各能级
各能层
一
K
1s
1
2
2
二
L
2s
1
2
8
2p
3
6
三
M
3s
1
2
18
3p
3
6
3d
5
10
四
N
4s
1
2
32
4p
3
6
4d
5
10
4f
7
14
…
…
…
…
…
…
n
…
…
…
…
2n2
2．原子轨道的形状及能量关系
原
子
轨
道
3．基态原子核外电子排布
（1）基态原子核外电子排布三原则
[注意] 当能量相同的原子轨道在全满（p6、d10、f14）、半满（p3、d5、f7）、全空（p0、d0、f0）时体系的能量最低，如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。
（2）基态原子核外电子在原子轨道上的填充顺序——构造原理
绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序，人们把它称为构造原理。
它是书写基态原子核外电子排布式的依据。
（3）基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法
以硫原子为例
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
电子排布图（或轨道表示式）
价电子排布式
3s23p4
4．原子状态与原子光谱
（1）原子的状态
①基态原子：
处于最低能量的原子。
②激发态原子：
基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。
（2）原子光谱
不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。
利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
（3）基态、激发态及光谱示意图
[练通基础小题]
一、基础知识全面练
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）p能级能量一定比s能级的能量高（×）
（2）钠元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p62d1（×）
（3）磷元素基态原子的电子排布图为
（×）
（4）同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多（×）
（5）Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2（×）
（6）2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等（×）
2．按要求填空
（1）（2014·安徽高考）S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为___________________________________________________________________。
（2）（2014·浙江高考）31Ga基态原子的核外电子排布式是_________________________。
（3）（2014·福建高考）基态硼原子的电子排布式为_______________________________。
（4）（2014·江苏高考）Cu＋基态核外电子排布式为________________________________。
（5）（2014·全国卷Ⅱ）前四周期元素中e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，e的价层电子轨道示意图为____________。
（6）（2014·四川高考）XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Y基态原子的电子排布式是________________________________________________________________________。
（7）（2014·全国卷Ⅰ）基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________________。
答案：
（1）2 1s22s22p63s23p2
（2）1s22s22p63s23p63d104s24p1
（3）1s22s22p1 （4）[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
（5）
（6）1s22s22p4
（7）4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
3．请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。
提示：
26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为3d5，Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。
根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。
二、常考题点分组练
题点
（一） 核外电子排布的表示方法
1．下列有关化学用语的表达正确的是（ ）
A．CO2的电子式：
B．N原子最外层电子排布图：
C．Cl原子的结构示意图：
D．Al原子最外层电子排布式：
3s23p1
解析：
选D A．CO2的电子式应为，错误；B.N原子最外层有5个电子，最外层电子排布图应为，错误；C.Cl原子最外层有7个电子，原子的结构示意图应为，错误；D.Al原子最外层有3个电子，根据原子核外电子排布规律可知其电子排布式为3s23p1，正确。
2．
（1）Ni原子的电子排布式为_________________________________________________。
（2）原子序数均小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q大2。
T的价电子排布式为________，Q2＋的未成对电子数是________。
（3）D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为_________________________________________________________________。
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________________。
解析：
（1）Ni的原子序数为28，比Ar多10，所以其电子排布式为[Ar]3d84s2；
（2）元素Q和T既位于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2，T、Q只能位于第Ⅷ族，所以T为Ni、Q为Fe，注意28号元素Ni的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,26号元素Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，所以Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，有4个未成对电子；（3）D元素失去2个4s电子和1个3d电子后变成3d5，所以其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即第Ⅷ族元素Fe；（4）根据题意要求，首先写出电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s1，即第ⅠB族元素Cu。
答案：
（1）[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2
（2）3d84s2 4
（3）Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
（4）Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
[知能存储]
核外电子排布的表示方法
表示方法
含义
举例
原子或离子结构示意图
表示核外电子分层排布和核内质子数
Na：
Na＋：
电子式
表示原子最外层电子数目
核外电子排布式
表示每个能级上排布的电子数
S：
1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4S2－：
1s22s22p63s23p6
电子排布图（轨道表示式）
表示每个原子轨道中电子的运动状态
价电子排布式或排布图
表示价电子的排布
题点
（二） 核外电子排布的规律及应用
3．（2016·太原模拟）下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是（ ）
A．
B．
C．
D．
解析：
选D 电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则等。
A.2p能级未排满，则排布3s轨道，违背能量最低原理，错误；B.2p能级的3个电子应单独占据3个轨道，违背洪特规则，错误；C.2p能级未排满，违背能量最低原理，错误；D.符合电子的排布原理，能量处于最低状态，正确。
4．下列说法错误的是（ ）
A．ns电子的能量不一定高于（n－1）p电子的能量
B．6C的电子排布式1s22s22p
违反了洪特规则
C．电子排布式（21Sc）1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
解析：
选A A项，各能级能量的大小顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s……ns电子的能量一定高于（n－1）p电子的能量；B项，对于C原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则；C项，根据轨道能量高低顺序可知E4s5．（2016·昆明模拟）下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是（ ）
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子
C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D．最外层电子数是核外电子总数
的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
解析：
选C A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的
的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的
且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。
[知能存蓄]
“两原理，一规则”的正确理解
1．原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。
[注意] 在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
2．半充满、全充满状态的原子结构稳定，即ns2、np3、np6等处于相对稳定结构状态。
如Cr：
3d54s1、Mn：
3d54s2、Cu：
3d104s1、Zn：
3d104s2。
3．当出现d轨道时，虽然电子按ns、（n－1）d、np的顺序填充，但在书写时，仍把（n－1）d放在ns前。
考点二
[基础自主落实]
1．原子结构与元素周期表
（1）原子结构与元素周期表的关系
周期
电子层数
每周期第一种元素
每周期最后一种元素
原子序数
基态原子的
电子排布式
原子序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d104s24p6
4d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d104s24p6
4d104f145s25p65d106s26p6
（2）每族元素的价电子排布特点
①主族：
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特点
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
②0族：
He：
1s2；其他：
ns2np6。
③过渡元素（副族和第Ⅷ族）：
（n－1）d1～10ns1～2。
（3）元素周期表的分区
①根据原子核外电子排布分区。
a．分区简图：
b．各区元素分布及性质与价电子排布特点：
分区
元素分布
价电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族～ⅦA族、0族
ns2np1～6
通常是最外层电子参与反应
d区
ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族（除
镧系、锕系外）
（n－1）d1～9ns1～2
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
（n－1）d10ns1～2
金属元素
f区
镧系、锕系
（n－2）f0～14
（n－1）d0～2ns2
镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近
②根据元素金属性与非金属性分区。
a．分区简图：
b．特别说明：
处于金属与非金属交界线（又称梯形线）附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。
2．元素周期律
（1）电离能、电负性
①第一电离能：
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。
②电负性：
用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越强。
（2）原子结构与元素性质的递变规律
项目
同周期（从左→右）
同主族（从上→下）
原子核外电子排布
能层数相同，最外层电子数逐渐增多
最外层电子数相同，能层数递增
原子半径
逐渐减小（0族除外）
逐渐增大
元素主要化合价
最高正价由＋1→＋7（O，F除外），最低负价由－4→－1
最高正价＝主族序数（O，F除外），非金属最低负价＝主族序数－8
原子得、失电子能力
得电子能力逐渐增强；
失电子能力逐渐减弱
得电子能力逐渐减弱；
失电子能力逐渐增强
第一电离能
增大的趋势
逐渐
减小
电负性
逐渐
增大
逐渐
减小
元素金属性、非金属性
金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱
（3）对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。
如右所示。
小题热身
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）共价化合物中，成键元素电负性大的表现为负价（√）
（2）根据元素周期律，氮与氧相比，后者的第一电离能大（×）
（3）过渡元素中含有非金属元素（×）
（4）s区全部是金属元素（×）
（5）电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大（×）
（6）价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素（√）
（7）价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素（×）
2．第四周期中，未成对电子数最多的元素是________。
（填名称）
（1）它位于第________族。
（2）核外电子排布式是_______________________________________________________。
（3）它有________个能层，________个能级，________种运动状态不同的电子。
（4）价电子排布式________，价电子排布图____________________________________。
（5）属于________区。
答案：
铬
（1）ⅥB
（2）1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1（3）4 7 24 （4）3d54s1
（5）d
3．
（1）为什么Mg的第一电离能比Al大，P的第一电离能比S大？
提示：
Mg电子排布式为1s22s22p63s2、P电子排布式为1s22s22p63s23p3，镁原子、磷原子最外层的能级中，电子处于全满或半满稳定状态，失电子较难。
（2）为什么Na容易形成＋1价离子，而Mg、Al易形成＋2价、＋3价离子？
提示：
Na的I1比I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成＋1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成＋2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三个电子形成＋3价离子。
[考向合作探究]
电离能及其应用
1．下表是某短周期元素R的各级电离能数据（用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1）。
下列关于元素R的判断中一定正确的是（ ）
电离能
I1
I2
I3
I4
……
Im/（kJ·mol－1）
740
1500
7700
10500
……
①R的最高正价为＋3 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素的第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析：
选B 由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个电子，最高正价为＋2，位于第ⅡA族，可能为Be或Mg，①不正确，②正确，④不确定；短周期第ⅡA族的元素（价电子排布式为ns2np0），因p轨道处于全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，③正确。
2．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是（ ）
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
C．最外层电子排布为ns2np6（当只有K层时为1s2）的原子，第一电离能较大
D．对于同一元素而言，原子的电离能I1解析：
选B 第一电离能越小，表明该元素原子越易失去电子，活泼性越强，A项正确；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能一般来说依次增大，但有反常，如第一电离能：
N>O、Mg>Al，B项错误；C项所述元素为零族元素，性质稳定，第一电离能都较大。
[探规寻律]
电离能的应用规律
1．判断元素金属性的强弱
电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。
2．判断元素的化合价（I1、I2……表示各级电离能）
如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n。
如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。
3．判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中，元素的各级电离能逐级增大，有一定的规律性。
当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。
4．反映元素原子的核外电子排布特点
同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。
电负性及其应用
3．电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。
下列关于电负性的变化规律正确的是（ ）
A．元素周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大
B．元素周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
解析：
选A 利用同周期从左至右元素电负性逐渐增大，同主族从上至下元素电负性逐渐减小的规律来判断。
电负性越大，金属性越弱，非金属性越强。
4．如图：
元素符号
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
电负性
0.98
1.57
2.04
2.55
3.44
3.98
0.93
1.61
1.90
2.19
2.58
3.16
（1）根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有两性，其中Be（OH）2显示这种性质的离子方程式是_________________________________
_______________________________________________________________________。
（2）通过分析电负性变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围__________。
（3）请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是_____________________________
________________________________________________________________________。
（4）从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？
请说出理由，并设计一个实验方案证明上述所得结论。
答案：
（1）Be（OH）2＋2H＋===Be2＋＋2H2O，Be（OH）2＋2OH－===BeO
＋2H2O
（2）0.93～1.57
（3）元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小
（4）Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物。
将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物。
[探规寻律]
电负性的应用规律
原子结构与元素性质的综合应用
5．（2013·山东高考）下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是（ ）
解析：
选A 同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错误；HF分子间存在氢键，使HF熔沸点最高，C错误；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错误。
6．（2016·天水模拟）现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是（ ）
A．最高正化合价：
③＞②＞①
B．原子半径：
③＞②＞①
C．电负性：
③＞②＞①
D．第一电离能：
③＞②＞①
解析：
选D 根据核外电子排布可知①是S，②是P，③是F。
F无最高正价，A错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：
②＞①＞③，B错误；非金属性越强，电负性越大，则电负性：
③＞①＞②，C错误；非金属性越强第一电离能越大，但P的3p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能强于S，则第一电离能：
③＞②＞①，D正确。
7．根据信息回答下列问题：
（1）如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图（其中12号至17号元素的有关数据缺失）。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________＜Al＜________（填元素符号）；
②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第______周期________族。
（2）已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。
下面给出14种元素的电负性：
元素
升级会员 