同步高中化学人教必修2章节讲义第1章 物质结构 元素周期律 章末核心素养整合.docx
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同步高中化学人教必修2章节讲义第1章物质结构元素周期律章末核心素养整合
章末核心素养整合
◇专题1 元素“位、构、性”关系的应用
元素周期表中元素“位、构、性”的相互关系：
在具体解题过程中，掌握四个关系式：
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＝族序数；最低负价＝主族序数－8
要熟练掌握周期表中的一些特殊规律，如各周期元素种数、稀有气体的原子序数及某元素在周期表中的位置；同族上下相邻元素原子序数的关系等。
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律。
【典题例证1】 下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
①
②
3
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
4
⑨
⑩
（1）⑤和⑧的元素符号是____和____。
（2）表中最活泼的金属是____，非金属性最强的元素是____（填元素符号）。
（3）表中能形成两性氢氧化物的元素是____，分别写出该元素形成的单质与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：
__________________、__________________。
（4）请设计一个实验方案，比较⑦、⑩单质氧化性的强弱：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析
（1）由⑤和⑧的位置可知⑤为Si，⑧为Ar。
（2）同一周期，自左向右，非金属性逐渐增强；同一主族自上而下，金属性逐渐增强，故表中最活泼的金属为⑨（即K），非金属性最强的元素是②（即F）。
（4）⑦、⑩元素对应的单质分别为Cl2、Br2，可利用单质间的置换反应来比较其氧化性的强弱。
答案
（1）Si Ar
（2）K F
（3）铝 2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑ 2Al＋2KOH＋2H2O===2KAlO2＋3H2↑
（4）将Cl2通入盛有NaBr溶液中，加入CCl4振荡后静置，看四氯化碳层是否呈红棕色，若呈红棕色，则说明Cl2氧化性大于Br2
◇专题2 原子核外电子排布规律及电子数相等的微粒
1．1～20号元素的特殊电子层结构
（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：
Be、S。
（10）电子层数与最外层电子数相等的元素：
H、Be、Al。
2．10e－与18e－微粒
原子
分子
阴离子
阳离子
10e－
Ne
HF、H2O、NH3、CH4
F－、O2－、N3－、
OH－、NH
Na＋、
Mg2＋、
Al3＋、
H3O＋、
NH
18e－
Ar
HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH、CH3F
Cl－、S2－、
HS－、O
K＋、
Ca2＋
【典题例证2】 a、b、c、d、e、f、g、h为8种由短周期元素的原子或离子构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下表：
微粒代码
a
b
c
d
e
f
g
h
原子核数
单核
单核
双核
多核
单核
多核
多核
多核
微粒所带
电荷数
0
＋1
－1
0
＋2
＋1
0
＋1
其中b的离子半径大于e的离子半径，d是由极性键构成的四原子分子，c与f可形成两个共价型g分子，h和c作用可生成d和g两种分子。
试写出：
（1）a微粒的电子式____________。
（2）b与e相应元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较为______＞______（用化学式表示）。
（3）h和c作用可生成d和g的离子方程式（加热）：
________________________。
（4）用电子式表示g微粒的形成过程：
________________________。
（5）写出b元素的最高价氧化物的水化物的电子式：
__________________________。
（6）c微粒是______，f微粒是______（填化学符号）。
解析 常见10电子微粒有：
分子：
CH4、NH3、H2O、HF；原子：
Ne；阴离子：
F－、OH－、O2－；阳离子：
Na＋、Mg2＋、Al3＋、H3O＋、NH
等。
从我们的脑海中搜寻出上述常见的10电子微粒后，再对照题干中给出的这8种微粒的结构特点，经对照比较，从而可以确定a为Ne原子，b为Na＋，e为Mg2＋。
d为多核不显电性，且为由极性键构成的四原子分子，只能为NH3。
由于f与c可形成两个共价型g分子，h和c作用可生成d和g两种分子，结合条件可以确定c为OH－，f为H3O＋，g为H2O，h为NH
。
答案
（1）
（2）NaOH Mg（OH）2
（3）NH
＋OH－
NH3↑＋H2O
（6）OH－ H3O＋
◇专题3 短周期元素推断题的常见突破口
1．位置与结构
（1）周期序数等于族序数两倍的元素是锂（Li）。
（2）最高正化合价等于最低负化合价绝对值三倍的元素是硫（S）。
（3）次外层电子数等于最外层电子数四倍的元素是镁（Mg）。
（4）次外层电子数等于最外层电子数八倍的元素是钠（Na）。
（5）族序数与周期数相同的元素是氢（H）、铍（Be）、铝（Al）；族序数是周期数两倍的元素是碳（C）、硫（S）；族序数是周期数三倍的元素是氧（O）。
（6）只由质子和电子构成的元素是氢（H）。
2．含量与物理性质
（1）地壳中质量分数最大的元素是氧（O），其次是硅（Si）。
（2）地壳中质量分数最大的金属元素是铝（Al）。
（3）其单质是人工制得纯度最高的元素是硅（Si）。
（4）其单质为天然物质中硬度最大的元素是碳（C）。
（5）其气态氢化物最易溶于水的元素是氮（N），在常温、常压下，1体积水能溶解700体积的NH3。
（6）其氢化物沸点最高的非金属元素是氧（O）。
（7）常温下，其单质是有色气体的元素是氟（F）、氯（Cl）。
（8）所形成的化合物种类最多的元素是碳（C）。
（9）在空气中，其最高价氧化物的含量增加会导致“温室效应”的元素是碳（C）。
（10）其最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素是氯（Cl）。
3．化学性质与用途
（1）单质与水反应最剧烈的非金属元素是氟（F）。
（2）其气态氢化物与最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的是氮（N）：
NH3＋HNO3===NH4NO3。
（3）其气态氢化物与其低价氧化物能反应生成该元素的单质的元素是硫（S）：
2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。
（4）其气态氢化物的水溶液可雕刻玻璃的元素是氟（F）。
（5）其两种同素异形体对人类生存都非常重要的元素是氧（O）。
（6）能导电的非金属单质有石墨（C）和晶体硅（Si）。
（7）能与强碱溶液作用的单质有Al、Cl2、Si：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O、Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
（8）既能在CO2中燃烧又能在N2中燃烧的金属单质是镁（Mg）：
CO2＋2Mg
C＋2MgO、N2＋3Mg
Mg3N2。
【典题例证3】 A、B、C、D、E五种短周期主族元素的原子序数依次增大，已知：
①其原子半径大小关系是：
D＞E＞B＞C＞A。
②A、D同主族，B、C、E分处三个连续的主族，且最外层电子数依次增加；③C是地壳中含量最多的元素。
D与C可形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物。
请填写以下空白：
（1）化合物D2C2的电子式为__________。
用电子式表示D2C的形成过程________________。
（2）单质A和单质B在一定条件下发生反应的化学方程式为_____________________。
（3）单质E与A、C、D三种元素形成的化合物发生反应的化学方程式为________________。
解析 C最易推出，为氧，由D与C可形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物知D为氢或钠，又因原子序数依次增大，则D为钠，A为氢，又B、C、E分处三个连续的主族，且最外层电子数依次增加，则B为氮，E为氯。
答案
（1）Na＋[
]2－Na＋
（2）N2＋3H2
2NH3
（3）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
◇专题4 判断离子化合物、共价化合物的方法
1．根据发生化合的元素的性质判断
一般来说，活泼的金属与活泼的非金属化合时，形成的化合物是离子化合物，其他的元素形成的化合物多是共价化合物。
常见的活泼金属元素是元素周期表中第ⅠA族的金属元素和ⅡA族除铍以外的金属元素，常见的活泼非金属元素是元素周期表中第ⅦA族元素，还有N、O、S等元素。
如NaCl、CaO、K2S、Mg3N2等化合物都是典型的离子化合物，不过这一判定方法有一定的局限性和不确定性。
2．根据构成化合物的粒子的类型判断
由阴离子和阳离子构成的化合物是离子化合物，其他化合物是共价化合物。
常见的阳离子有K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、NH
等，常见的阴离子有F－、Cl－、Br－、I－、O2－、O
、S2－、ClO
、ClO－、SO2
、SO
－、CO
等。
注意 AlCl3不是离子化合物而是共价化合物。
3．根据化合物的基本类型判断
（1）常见的盐中绝大多数都是离子化合物，少数盐是共价化合物。
如AlCl3是共价化合物。
（2）常见的强碱是离子化合物，弱碱是共价化合物。
如KOH、NaOH、Ba（OH）2是离子化合物，NH3·H2O是共价化合物。
（3）活泼的金属氧化物、过氧化物是离子化合物，其他元素的氧化物、过氧化物一般是共价化合物。
如MgO、CaO、Na2O、K2O、Na2O2等是离子化合物，SO2、SO3、NO2、CO2、CO、SiO2、P2O5、H2O、H2O2等是共价化合物。
（4）活泼金属的氢化物是离子化合物，其他元素的氢化物多是共价化合物，如NaH、CaH2等是离子化合物，HF、HCl、HBr、HI、H2O、H2S、NH3、CH4等是共价化合物。
4．根据化合物的导电性判断
熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物。
5．根据化合物的熔沸点判断
熔沸点比较高或很高的化合物可能是离子化合物，而熔沸点较低或很低的化合物可能是共价化合物。
【典题例证4】 Na、Mg、S、Cl四种元素的原子彼此间以离子键结合形成的化合物有（ ）
A．2种 B．3种
C．4种D．5种
解析 Na2S、NaCl、MgS、MgCl2都是离子化合物。
答案 C
章末综合测评
（一）
（满分：
100分 时间：
60分钟）
可能用到的相对原子质量：
H－1 C－12 N－14 O－16 Na－23 P－31 S－32 Cl－35.5 Cu－64 Ag－108 Ba－137
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分，每小题只有1个选项符合题意）
1．下列根据元素周期表和元素周期律得出的推断，正确的是（ ）
A．金属元素原子最外层电子数越少，该金属失电子能力越强
B．若存在简单阴离子R2－，则R一定位于ⅥA族
C．P和As都是VA族元素，则PH3的还原性比AsH3的还原性强
D．铅位于周期表中金属和非金属的交界处，可作半导体材料
解析 金属失电子能力强弱与最外层电子数有关，也与电子层数有关，A错误；简单阴离子R2－的存在，说明最低负价是－2价，属于VIA族，B正确；As和P同一主族，但是As在P的下一周期，据元素周期律知，AsH3的还原性比PH3更强，C错误；Pb不在金属和非金属的交界处，也不是半导体材料而是导体，D错误。
答案 B
2．放射性元素
Cn的一个原子经过6次衰变（每次衰变都放出一个相同的粒子）后，得到比较稳定的第100号元素镄（Fm）的含153个中子的原子。
下列说法中正确的是（ ）
A．每次衰变都放出
He
B．每次衰变都放出T
C.
Fm只是元素镄的一个原子，153不代表镄元素的相对原子质量
D.
Cn经过3次这样的衰变是得不到镄原子的，产生的是Cn的同位素原子
解析
Cn的质子数为112，该原子经过6次衰变后得到100号元素镄（Fm）的含153个中子的原子，则放出的粒子的质子数为：
（112－100）÷6＝2，中子数为：
（277－112－153）÷6＝2，即放出的粒子是α粒子（
He），A正确、B错误；根据质量数＝质子数＋中子数＝153＋100＝253，应为
Fm，C错误；质子数相同中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，
Cn经过3次这样的衰变得到的原子质子数为：
112－2×3＝106，与
Cn的质子数不相等，D错误。
答案 A
3.右图中，a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是（ ）
A．元素b位于ⅥA族，有＋6价、－2价两种常见化合价
B．五种元素中，元素e的性质最稳定
C．元素c和d的最高价氧化物对应水化物的酸性：
c>d
D．元素c和e的气态氢化物的稳定性：
c>e
解析 图中，a为稀有气体元素氦，是5种元素中最稳定的；b是氧元素，没有＋6价；c的非金属性比d弱，因此c的最高价氧化物对应水化物的酸性比d的弱；c的非金属性比e强，因此c的气态氢化物的稳定性比e强。
答案 D
4．食盐（NaCl）是生活中常用的调味品，HCl是胃酸的主要成分。
下列关于两种物质的说法正确的是（ ）
A．炒菜时放入食盐并不破坏NaCl中的化学键
B．HCl的电子式是H＋[
]－
C．NaCl熔化时破坏共价键
D．HCl的结构式是H—Cl
解析 NaCl中存在离子键，NaCl溶解和熔化过程中，离子键均被破坏，故A、C错误；HCl的电子式为H
，结构式为H—Cl，故B错误，D正确。
答案 D
5．核磁共振技术在临床诊断中的应用越来越多。
已知原子核内质子数与中子数有如下三种情况：
①均为偶数；②均为奇数；③一个为偶数，另一个为奇数。
其中②③原子核能发生核磁共振，则下列说法错误的是（ ）
A．D、T两种核素均能发生核磁共振
B．6Li、14C、25Mg均能发生核磁共振
C．ⅤA族元素的原子均能发生核磁共振
D．若n为自然数，2n－1X一定能发生核磁共振
解析 由题意知，D、T两种核素的质子数是奇数，中子数分别为奇数、偶数，故A项正确；14C的质子数、中子数都是偶数，故B项错误；ⅤA族元素的原子质子数都是奇数，中子数是偶数或奇数，故C项正确；D项中n为自然数，2n－1X中质量数为奇数，质子数或中子数必有一个是奇数，故D项正确。
答案 B
6．目前人类已发现的非金属元素除稀有气体外，共有16种，对这16种非金属元素的相关判断：
①都是主族元素，最外层电子数都大于4；②单质在反应中都只能作氧化剂；③氢化物常温下都是气态；④氧化物常温下都可以与水反应生成酸。
其中不正确的有（ ）
A．①② B．①③
C．③④D．①②③④
解析 16种元素中H、C的最外层电子数分别为1和4，①错误；大多数非金属元素，既有正价又有负价，其单质既有氧化性又有还原性，②错误；常温下水为液态，③错误；SiO2不能与水反应生成相应的酸，④错误。
答案 D
7．甲、乙两种非金属：
①甲比乙容易与H2化合；②甲原子能与乙的阴离子发生置换反应；③甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸性强；④与某金属反应时，甲原子得电子数目比乙的多；⑤甲的单质熔、沸点比乙的低。
能说明甲比乙的得电子能力强的是（ ）
A．④B．⑤
C．①②③D．①②③④
解析 非金属元素原子得电子能力越强越容易与H2化合，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，所以①③正确。
非金属元素原子得电子能力强的能置换出非金属元素原子得电子能力弱的。
答案 C
8．W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。
下列判断正确的是（ ）
A．金属性：
Y>Z
B．氢化物的沸点：
X>W
C．离子的还原性：
X>W
D．原子及离子半径：
Z>Y>X
解析 短周期元素W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17，故W为氯元素，则X为F元素，Y的原子序数为：
（9＋17）÷2＝13，为铝元素，由含Z元素的物质焰色反应为黄色知其为钠元素。
根据元素周期律，Na的金属性比Al强；HF沸点比HCl高，是因为HF分子间存在氢键；Cl－的还原性比F－强；原子半径：
Na>Al>F，离子半径：
F－>Na＋>
Al3＋。
答案 B
9．几种短周期元素的原子半径和主要化合价见下表，下列说法中正确的是（ ）
元素代号
原子半径/nm
主要化合价
X
0.160
＋2
Y
0.143
＋3
Z
0.102
＋6、－2
L
0.099
＋7、－1
M
0.077
＋4、－4
Q
0.074
－2
A.等物质的量的X、Y的单质与足量的盐酸反应，生成的H2一样多
B．Y与Q形成的化合物不能跟氢氧化钠溶液反应
C．Z的氢化物的稳定性强于L的氢化物的稳定性
D．在化学反应中，M原子与其他原子易形成共价键而不易形成离子键
解析 由题给主要化合价可知，X位于第ⅡA族，Y位于第ⅢA族，Z位于第ⅥA族，L位于第ⅦA族，M位于第ⅣA族，Q位于第ⅥA族。
在短周期元素中，结合原子半径的递变规律可知，X、Y、Z、L、M、Q分别为Mg、Al、S、Cl、C、O。
答案 D
10．短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。
元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
下列说法错误的是（ ）
A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
解析 首先根据题中条件确定各元素：
根据W是制备一种高效电池的重要材料，确定W为Li元素；根据X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，确定X是C元素；根据Y是地壳中含量最丰富的金属元素，确定Y是Al元素，再根据原子序数依次增大，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，确定Z是S元素。
W为Li元素，其氯化物为LiCl，电子式为Li＋[
]－，显然Li原子不能满足8电子稳定结构，A错误；C元素和H元素形成的原子个数比为1∶1的有机物有多种，如苯、苯乙烯等，B正确；金属Al与氢氧化钠溶液或盐酸都反应，产生氢气，C正确；S元素和C元素形成的CS2，属于共价化合物，D正确。
答案 A
11．X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，其中只有Z是金属，W的单质是黄色固体，X、Y、W在周期表中的相对位置关系如图。
下列说法正确的是（ ）
A．五种元素中，原子半径最大的是W
B．Y与Z形成的化合物都可以和盐酸反应
C．Y的简单阴离子比W的简单阴离子还原性强
D．Z与Q形成的化合物水溶液一定显酸性
解析 短周期主族元素，W的单质是黄色固体，则W为S，由X、Y、W在周期表中的相对位置可知，Y为O，X为C，X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，所以Q为Cl，其中只有Z是金属，则Z可能为Na、Mg、Al中的一种。
五种元素中，原子半径最大的是Z，A错误；Y与Z形成的化合物为金属氧化物，都可以和盐酸反应，B正确；氧气的氧化性比硫单质强，单质的氧化性越弱对应离子的还原性强，所以Y的简单阴离子比W的简单阴离子还原性弱，C错误；若Z为Na，则Z与Q形成的化合物NaCl的水溶液为中性，D错误。
答案 B
12．元素X、Y、Z的原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子排布。
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：
X＞Y，离子半径：
X＋＞Z2－
C．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 由X＋与Z2－具有相同核外电子排布分析：
X若为K，则Z为S，根据X、Y、Z原子序数之和为36推测Y只能为H，显然与“X、Y在同一周期”不符。
所以X只能为Na，Z为O，Y为Cl，结合元素周期律可知B项不正确。
答案 B
二、非选择题（本题共4个小题，共52分）
13．（10分）设X、Y、Z代表3种元素。
已知：
①X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构；
②Z元素原子核内质子数比Y原子核内质子数少9个；
③Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一阶阴离子。
因此，请填空：
（1）写出X、Y、Z三种元素的名称：
X________，Y________，Z________。
（2）写出X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
解析 由②③推测4核42电子的负一价阴离子为ClO
，且Y为Cl，Z为O，那么X为K。
答案
（1）钾 氯 氧
（2）OH－＋H＋===H2O
14．（16分）根据①～⑩元素的编号所在周期表中的位置，用相应的元素符号回答有关问题：
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
①
②
2
③
④
⑤
⑥
⑦
3
⑧
⑨
⑩
（1）能显＋1价，还能显－1价的元素是________________________________________。
（2）最难形成简单离子的元素是_______________________________________________。
（3）单质具有半导体性质的元素是_____________________________________________。
（4）元素的气态氢化物既不和所有的酸作用，又不和所有的碱作用的是_____________。
（5）能跟氙、氪形成二元化合物的元素是_______________________________________。
（6）最新发现的一种单质是由60个原子组成球状结构的分子。
这种单质叫足球烯，它是由________元素组成的。
（7）其单质能和冷水剧烈反应的元素是________。
（8）a元素能以正化合价与b元素形成AB型化合物，该化合物常温下为固态且难溶于
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