高二化学高考复习满分技巧讲义第10讲 如何高效复习物质结构与元素周期律精析.docx
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高二化学高考复习满分技巧讲义第10讲如何高效复习物质结构与元素周期律精析
第10讲 如何高效复习“物质结构与元素周期律”
原子或离子的组成微粒关系、元素周期表的结构及变化规律和周期表中“位—构—性”关系的考查是物质结构与元素周期律的重要考点。
原子结构概念多，易混淆，应注意辨析概念的内涵和外延，准确理解；元素周期律和元素周期表规律性强，要理解元素周期律的实质，同时要注意把同主族、同周期元素性质的递变规律与具体的元素化合物知识联系起来。
1．熟悉原子结构特征，掌握常考重点
（1）原子的构成微粒及微粒间关系
在原子
X中，Z个质子与N个中子形成原子核，核外有Z个电子。
质子数决定了元素种类，质子数与中子数决定原子种类，最外层电子数决定元素的化学性质。
它们之间的关系：
①质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数
②质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）
③质子数＝阳离子的核外电子数＋阳离子所带电荷数
④质子数＝阴离子的核外电子数－阴离子所带电荷数
（2）核外电子排布规律
①核外电子在原子核外分层排布，每层最多容纳的电子数为2n2个，最外层不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；
②金属原子的最外层电子数一般小于4，非金属原子的最外层电子数一般大于4；
③短周期元素中最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar，最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；
④常见“10e－”微粒有Ne、H2O、NH3、CH4、Na＋、Mg2＋、、NH
、OH－、O2－等；
⑤常见“18e－”微粒有Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH、K＋、Ca2＋、Cl－、S2－、HS－等。
（3）原子结构与周期表位置的关系
周期表中的周期序数＝电子层数
主族序数＝最外层电子数
【例1】 根据表中短周期元素性质的数据判断，下列说法正确的是（ ）
元素编号
元素性质
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径/
10－10m
0.74
1.60
1.52
1.10
0.99
1.86
0.75
0.82
最高或最
低化合价
＋2
＋1
＋5
＋7
＋1
＋5
＋3
－2
－3
－1
－3
A.元素②与元素③处于同一周期
B．元素④的原子序数小于元素⑦的
C．元素⑧的还原性比元素⑥的强
D．元素⑤的最高价氧化物对应水化物的酸性最强
2．明确周期表的结构，学会周期律的应用
（1）元素周期表的结构
①元素周期表结构为“横七竖十八”，即7个周期（三短、三长、一不全）和16个族（7主、7副、0和Ⅷ）。
除第Ⅷ族外，每族一个纵行，第Ⅷ族包括8、9、10三个纵行。
②熟记各周期所包含的元素种数、起止元素的原子序数、常考的1～18号元素在周期表中的位置。
③位于金属与非金属分界线两侧的元素有铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹，既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
④元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的六十多种元素统称为过渡元素，它们都是金属元素。
⑤元素周期表中第六周期第ⅢB族（第3纵行）的元素为镧系元素；第七周期第ⅢB族的元素为锕系元素。
（2）元素金属性、非金属性的判断方法
①一看结构，根据最外层电子数和电子层数进行判断。
②二看位置，若处于同周期或同主族，则根据递变性规律进行判断。
③三看性质，一般情况下，单质还原性越强或对应阳离子氧化性越弱，则金属性越强；单质氧化性越强或对应阴离子还原性越弱，则非金属性越强。
④四看实验，根据实验现象或结果进行比较，反应现象越剧烈或反应越容易，金属性或非金属性越强。
（3）粒子半径大小的判断方法
①同周期从左至右，原子半径逐渐减小，如原子半径Mg＞S＞Cl；
②同主族从上至下，原子半径、离子半径都逐渐增大，如Na＋＜K＋；
③同元素的不同粒子，核外电子越多，粒子半径越大，如Fe>Fe2＋>Fe3＋；
④电子层结构相同的离子，核电荷数越多，离子半径越小，如O2－＞Na＋。
【例2】 下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。
下列说法正确的是（ ）
X
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增
B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力
D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
3．化学键——抓类型，会判断
（1）化学键的类型
活泼的金属与非金属间形成离子键；同种非金属元素间形成非极性共价键，不同种非金属元素间形成极性共价键；既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2等；金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
（2）化学键的判断
①由成键元素判断：
活泼的金属元素与活泼的非金属元素易形成离子键；非金属元素之间易形成共价键。
②由物质类别判断：
大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物，含有离子键；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物，含有极性共价键；非金属元素形成的单质含有非极性共价键。
【例3】 判断下列说法正确的是____________。
A．分子中都存在化学键
B．阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键
C．MgSO4晶体中只存在离子键
D．仅由非金属元素组成的物质中一定只含有共价键
E．金刚石中存在非极性共价键
F．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
G．NaOH既有离子键又有极性共价键
H．二氧化碳的熔沸点比二硫化碳低
I．由于水分子间存在氢键，因此水分子高温下很稳定
J．有化学键断裂或形成的过程是化学反应
4．解答元素推断题的方法思路
（1）解题的依据：
“位—构—性”关系
（2）解题的关键：
确定解题的突破口
常见的解题突破口如：
①地壳中含量最多的金属元素是铝，非金属元素是O；
②形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素是C；
③短周期元素中最外层电子数为1的原子有H、Li、Na；
④有质子但没有中子或电子的微粒是H或H＋；
⑤具有18e－的氧化性微粒，如H2O2、F2等；
⑥既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质C2H2。
【例4】 元素W、X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。
已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；X元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2；N－、Z＋、W＋的半径逐渐减小；化合物WN常温下为气体，据此回答下列问题：
（1）X、Y、N的元素名称分别为__________、__________、__________。
（2）W的所有核素符号分别为__________________________________________。
（3）M的离子结构示意图为________。
（4）W与Y可分别形成10电子和18电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式：
_____________________________________________
__________________________________________________________________。
（5）A、B均为由上述六种元素中的三种元素组成的强电解质，且组成元素的原子个数之比均为1∶1∶1。
若在各自的水溶液中，A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则A的化学式为________，B的电子式是________。
一、原子结构与核外电子排布、化学键
1．下列说法正确的是（ ）
A．氘原子中的质子数和中子数之比为1∶1
B．Na2O2、Na2O中均只含离子键
C．NH4Cl属于离子化合物，不含共价键
D．18g重水（D2O）中含有的电子数为10NA
2．核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。
下列叙述正确的是（ ）
A.
Cs和
Cs形成的单质物理性质相同
B.
Cs比
I多3个中子
C.
Cs和
Cs形成的单质化学性质相同
D.
Cs比
Cs都是铯的同素异形体
3．下列说法中正确的是（ ）
A．KOH中含有离子键也含有共价键，属于离子化合物
B．N2属于单质，不存在化学键
C．MgCl2中既含有离子键，又含有共价键
D．NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物
4．下列变化中既有离子键断裂，又有共价键断裂的是（ ）
A.NaCl溶于水B.HCl溶于水
C．干冰汽化D.KClO3受热分解
5．X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与Ca2＋的核外电子数相等，X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。
下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：
Z>Y>X
B．Z和X形成化合物的稳定性大于Z的同族元素与X形成化合物的稳定性
C．Na2Y2与水发生反应时，Na2Y2只作氧化剂
D．在CaX2、CaY2和CaZ2三种化合物中，阳离子与阴离子的个数比均为1∶2
二、元素周期表的结构和元素周期律的应用
6．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。
下列说法不合理的是（ ）
A．若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则原子序数：
X>Y
B．由水溶液的酸性：
HCl>H2S，可推断元素的非金属性：
Cl>S
C．硅、锗都位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料
D．Cs和Ba分别位于第六周期ⅠA和ⅡA族，则碱性：
CsOH>Ba（OH）2
7.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。
下列判断不正确的是（ ）
A．最简单气态氢化物的热稳定性：
R>Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
QC．原子半径：
T>Q>R
D．含T的盐溶液一定显酸性
8．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ ）
A．酸性：
H2SO4＞H3PO4
B．非金属性：
Cl>Br
C．碱性：
NaOH>Mg（OH）2
D．热稳定性：
Na2CO3>NaHCO3
9．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y、Z的原子序数之和是W的2倍，X、Z在周期表中的相对位置如图所示，X的最低负价绝对值与其原子的最外层电子数相等。
下列说法正确的是（ ）
X
Z
A.离子半径：
r（Y）>r（Z）>r（W）
B．Z的简单离子能破坏水的电离平衡
C．XWm和YWn中化学键类型相同（m、n为正整数）
D．元素Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
10．A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，原子序数依次增大，A是地壳中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。
据此回答下列问题：
（1）A和D的氢化物中，沸点较低的是________（选“A”或“D”）。
（2）元素C在元素周期表中的位置是___________________________________
____________，B的最高价氧化物对应的水化物的电子式为______________。
（3）A、D、E可以形成多种盐，其中一种盐中A、D、E三种元素的原子个数比为2∶2∶1，该盐的名称为________。
它的水溶液与D的氢化物的水溶液反应可生成D的单质，该反应的离子方程式为__________________________________
________________。
三、元素金属性、非金属性强弱的比较
11．下列实验不能达到实验目的的是（ ）
序号
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
12.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ.
（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol·L－1的盐酸中，试预测实验结果：
________与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应最慢。
（2）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？
并说明理由：
____________________________________________________________
________________________________________________________________。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。
（3）仪器A的名称为____________，球形干燥管D的作用是______________。
（4）实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品用上述装置设计实验验证氯的非金属性大于硫：
装置A、B、C中所装药品分别为____________、__________、__________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为_________________________________________________
__________________。
（5）若要证明非金属性：
C>Si，则A中加________、B中加Na2CO3、C中加____________，观察到C中溶液的现象为________________________________。
四、综合提升
13．短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为10，A与C在周期表中位置上下相邻，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．A与C可形成共价化合物
B．A的氢化物的稳定性大于C的氢化物的稳定性
C．原子半径A＜B＜C
D．B的氧化物的熔点比A的氧化物的熔点高
14．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素符号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
＋2
＋3
＋6、－2
＋2
－2
下列说法正确的是（ ）
A．离子半径大小：
r（M3＋）＜r（T2－）
B．其中R的金属性最强
C．煤和石油中不存在Q元素
D．L、Q形成的简单离子核外电子数相等
15．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
16．（2016·山东青岛期末，19）已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中三个连续短周期的元素，且原子序数依次增大。
X、W同主族，Y、Z为同周期的相邻元素。
W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。
Y与X形成的分子中有3个共价键。
Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，试推断：
（1）X、Z两种元素的元素符号为：
X________、Z________。
（2）由以上元素中两两形成的化合物中：
溶于水显碱性的气态氢化物的电子式为________，它的共价键属于________（填“极性”或“非极性”）键；含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为_________________________________；
含有极性共价键和非极性共价键的化合物的结构式为
_________________________________________________________________。
（3）由X、Y、Z所形成的常见离子化合物是________（写化学式），该化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为____________________________________________________________________。
X与W形成的化合物与水反应时，水作________（填“氧化剂”或“还原剂”）。
第10讲 如何高效复习“物质结构与元素周期律”
备考指导
例1 D [①只有－2价，故其为O。
由⑤的最高正价为＋7知其为Cl。
④⑦的最高正价都为＋5，且④的原子半径大于⑦的，故知④为P，⑦为N；同理可知③、⑥分别为Li、Na。
②的原子半径比③的大，比⑥的小，可知其为Mg。
⑧的原子半径比⑦的大，比④的小，可知其为B。
然后根据递变规律可知答案。
]
例2 D [由于W元素原子的核电荷数为X元素的2倍，故X为氧元素，W为硫元素，结合题中各元素的相对位置，可推断出Y为硅元素，Z为磷元素，T为砷元素。
A项，根据同周期和同主族元素原子半径和性质的变化规律可知，原子半径的大小顺序为P＞S＞O，气态氢化物的热稳定性顺序为：
H2O＞H2S＞PH3，错误；B项，硫元素在自然界中能以游离态存在，如存在于火山喷口附近或地壳的岩层中，错误；C项，SiO2为原子晶体，熔化时克服的是共价键，而液态SO3气化克服的是分子间作用力，错误；D项，根据“对角线”规则，砷的单质与硅的单质有相似性，可做半导体材料，As2O3中砷元素显＋3价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性。
]
例3 EFGH
解析 A项稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键，错误；
B项离子键是阴、阳离子间通过静电作用而形成的，是吸引力和排斥力的平衡，错误；
C项SO
中存在共价键，错误；
D项仅由非金属元素组成的物质中一定含有共价键，可能含有离子键，如NH4Cl，错误；
E项同种非金属元素形成的单质只含有非极性共价键，正确；
F项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，正确；
G项NaOH既有离子键又有极性共价键，正确；
H项二氧化碳与二硫化碳组成与结构相似，熔沸点取决于分子间作用力的大小，相对分子质量越大，熔沸点越高，正确；
I项氢键是分子间作用力，只影响物质的物理性质，水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大，错误；
J项单独的化学键断裂或形成的过程不是化学反应，如NaCl溶于水或NaCl蒸发结晶时分别有离子键的断裂和形成，但均属于物理变化，错误。
例4
（1）氮 氧 氯
（2）
H、
H、
H（
H写成D，
H写成T也可给分）
（3）
（4）2H2O2
2H2O＋O2↑
（5）NaOH
解析 由Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4知Y为O；由M原子最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4知M为S；由X的最高正价与最低负价绝对值之差为2，且原子序数比Y（O）小知X为N；由N－且短周期原子序数大于M（S）知N为Cl；由Z＋且原子序数大于Y（O）小于M（S）知Z为Na；由WCl常温下为气体知W为H。
考点突破
1．A [B项，Na2O2中含离子键和共价键；C项，NH
中含有N—H共价键；D项，18g重水的物质的量不是1mol。
]
2．C [A项，同位素原子形成的单质化学性质几乎相同，物理性质不同；B项，（134－55）－（131－53）＝1；D项，
Cs与
Cs互称同位素。
]
3．A [N2中存在共价键；MgCl2中只含有离子键；NH4Cl中虽然含有共价键，又全部由非金属元素组成，但也含有离子键，属于离子化合物。
]
4．D [A、氯化钠中只含离子键，故A错误；B、氯化氢中只含共价键，故B错误；C、干冰气化只是物质状态发生了变化，没有发生化学反应，破坏的是分子间作用力不是化学键，故C错误；D、氯酸钾中钾离子和氯酸根离子之间存在离子键，氯酸根离子中氯原子和氧原子之间存在共价键，氯酸钾受热分解时，既有离子键断裂，又有共价键断裂，故D正确。
]
5．B [Ca2＋核外有18个电子，X、Z得到一个电子形成稀有气体原子的稳定结构，则X、Z可能是第ⅦA族元素或氢元素，而X、Y、Z核外电子数之和等于18，故X为H，Z为F，Y为O。
原子半径：
O>F>H，A项错误；同主族元素，氢化物稳定性从上到下逐渐减弱，故卤族元素氢化物中HF最稳定，B项正确；过氧化钠与水反应，过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂，C项错误；CaO2为过氧化物，阴离子为O
，其阳离子与阴离子的个数比为1∶1，D项错误。
]
6．B [A项，若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则X必定位于Y的下一周期，原子序数：
X>Y；B项，不能根据元素氢化物水溶液的酸性强弱来比较元素的非金属性强弱，而应根据元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较元素的非金属性强弱；C项，一般来说，位于金属与非金属的交界处的元素可以作半导体材料；D项，同一周期从左到右，元素的金属性依次减弱，即金属性：
Cs>Ba，故碱性：
CsOH>Ba（OH）2。
]
7．D [T处于第三周期第ⅢA族，是铝元素，则Q、R、W分别是硅元素、氮元素、硫元素。
A项，氮元素的非金属性强于硅元素，则NH3的热稳定性强于SiH4，正确；B项，硫元素的非金属性强于硅元素，则H2SO4的酸性强于硅酸，正确；C项，周期表中同一周期从左到右元素原子半径逐渐减小，同一主族从上到下元素原子半径逐渐增大，故原子半径：
Al>Si>N，正确；D项，含铝的盐溶液可以是铝盐或偏铝酸盐，后者水解时溶液呈碱性。
]
8．D [A项，同周期元素自左向右其最高价氧化物对应水化物酸性增强，酸性：
H2SO4＞H3PO4，能用元素周期律解释；B项，同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，非金属性Cl＞Br，能用元素周期律解释；C项，同周期元素自左向右其最高价氧化物对应水化物碱性减弱，碱性：
NaOH＞Mg（OH）2，能用元素周期律解释；D项，碳酸盐的热稳定性大于其碳酸氢盐的热稳定性，如热稳定性：
Na2CO3＞NaHCO3，与元素周期律无关。
]
9．B [依题意可推出X、Y、Z、W分别是C、Mg、S、Cl。
离子半径：
r（S2－）>r（Cl－）>r（Mg2＋），A选项错误；S2－水解时促进水的电离，B选项正确；CCl4中只存在共价键，MgCl2中只存在离子键，二者中化学键类型不相同，C选项错误；元素的非金属性越强，其对应的气态氢化物的热稳定性越强，非金属性：
Cl>S，热稳定性：
HCl>H2S，D选项错误。
]
10．
（1）D
（2）第三周期ⅢA族
（3）次氯酸钙 ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O
解析 A是地壳中含量最高的元素，A是氧；D的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，D是氯；B、C、D三元素在第三周期，它们的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能反应生成盐和水，根据B、C、D原子序数依次增大，因此B是钠，C是铝
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