版高中化学第1章原子结构与元素周期律微型专题重点突破一学案鲁科版必修.docx
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版高中化学第1章原子结构与元素周期律微型专题重点突破一学案鲁科版必修
第1章原子结构与元素周期律
微型专题重点突破
（一）
一、核外电子排布规律的应用
例1
现有部分元素的原子结构特点如表：
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
最外层电子数是次外层电子数的2.5倍
（1）画出W原子的结构示意图：
__________________________________________________。
（2）元素X与元素Z相比，非金属性较强的是______________________________________（填元素名称），写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（3）元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成化合物Q，元素W和元素Y化合形成化合物M且Q和M的电子总数相等。
以液态M为还原剂，Q为氧化剂，发生反应最终生成无毒的、在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
考点 原子结构与核外电子排布
题点 核外电子排布与应用
答案
（1）
（2）氧 2H2S＋O2===2H2O＋2S↓（其他合理答案亦可）
（3）N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O
解析 X元素原子的L层电子数是K层电子数的3倍，根据核外电子排布规律，可知L层为6个电子，所以X为氧元素；Y元素原子的核外电子层数等于原子序数，Y只能是氢元素；Z元素原子的L层电子数是K层和M层电子数之和，L层有8个电子，则其M层电子数为6，所以Z是硫元素；W元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2.5倍，其次外层只能是K层，有2个电子，所以W为氮元素。
（1）氮原子的原子结构示意图为
。
（3）H和O按原子个数比1∶1化合形成的化合物为H2O2，共有18个电子，H和N形成的18电子微粒只能是N2H4，根据信息知反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O。
核外电子排布规律的应用
（1）确定元素的种类
根据原子核外电子排布的某种特点可以确定元素的种类。
（2）推断元素的性质
元素
最外层电子数
得、失电子能力
化学性质
主要化合价
稀有气体元素
8（He为2）
一般不易得、失电子
较稳定，一般不参与化学反应
金属元素
一般小于4
一般易失电子
金属性
一般是＋1→＋3
非金属元素
一般大于或等于4
一般易得电子
非金属性
既有正价又有负价
变式1
（2018·宁夏育才中学下学期期中）某元素原子M层电子数是K层电子数的3.5倍，则该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为（ ）
A．HNO3B．H3PO4
C．H2SO4D．HClO4
答案 D
解析 某元素原子M层电子数是K层电子数的3.5倍，则该原子M层电子数为7，故M为Cl元素；最高正化合价为＋7，该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4，D正确。
二、元素金属性、非金属性强弱的判断
例2
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
测定等物质的量浓度的H2CO3、H2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别放入盐酸中
比较铁、铜的金属性强弱
考点 元素周期表与周期律
题点 元素金属性、非金属性强弱的判断
答案 B
解析 Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易即可判断出氯、溴的非金属性强弱，A项正确；MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg（OH）2沉淀，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al（OH）3沉淀，无法比较二者的金属性强弱，B项错误；H2CO3、H2SO4分别为C、S的最高价氧化物对应的水化物，酸性越强，元素非金属性越强，所以通过测定相同浓度的溶液的pH可判断二者非金属性强弱，C项正确；利用Fe、Cu放入盐酸中所产生的现象不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱，D项正确。
（1）元素金属性强弱的判断依据
①根据金属活动性顺序表判断，越靠前，金属性越强。
②根据单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度判断，置换出氢气越容易，则金属性越强。
③根据对应阳离子氧化性强弱判断，金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。
④根据金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱判断，碱性越强，则原金属元素的金属性越强。
⑤根据置换反应判断，若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X金属性强。
（2）元素非金属性强弱的判断依据
①根据单质与H2化合的难易程度、生成氢化物的稳定性判断，越易化合，生成氢化物越稳定，则非金属性越强。
②根据对应阴离子（或氢化物）还原性强弱判断，非金属阴离子还原性越弱，则元素非金属性越强。
③根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断，酸性越强，则元素的非金属性越强。
④根据置换反应判断，若An－＋B―→A＋Bm－，则B比A非金属性强。
变式2
下列事实不能作为实验判断依据的是（ ）
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中，不能置换出铜，判断钠与铁的金属性强弱
C．酸性：
H2CO3＜H2SO4，判断硫与碳的非金属性强弱
D．Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱
考点 元素金属性、非金属性的强弱判断
题点 元素金属性、非金属强弱相关综合
答案 B
解析 A项符合金属与水反应判断金属性强弱的依据；因Na的金属性太强，与溶液反应时会先与H2O反应，故B项不能作为判断依据；C项中根据H2CO3、H2SO4都是最高价含氧酸，由它们的酸性强弱可以推知硫的非金属性比碳强；D项所述符合根据非金属单质与H2反应的难易程度判断非金属性强弱的依据。
三、微粒半径大小比较
例3
（2018·舟山高一月考）下列微粒半径大小比较正确的是（ ）
A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜F－
B．Na＞Mg＞Al＞S
C．S2－＜Cl－＜Na＋＜Al3＋
D．Cs＜Rb＜K＜Na
答案 B
解析 Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－具有相同的电子层结构，微粒半径：
Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜F－，A错误；Na、Mg、Al、S的电子层数相同，原子半径大小为Na＞Mg＞Al＞S，B正确；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，C错误；Cs、Rb、K、Na位于同一主族，原子半径大小为Cs＞Rb＞K＞Na，故D错误。
“三看”法比较简单粒子的半径大小
“一看”电子层数：
一般情况下，当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。
“二看”核电荷数：
当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。
“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。
变式3
四种主族元素的离子aXm＋、bYn＋、cZn－和dRm－，它们具有相同的电子层结构，若m＞n，对下列叙述的判断正确的是（ ）
①a－b＝n－m ②元素的原子半径：
Y＞X＞R＞Z
③元素非金属性：
Z＞R ④最高价氧化物对应水化物碱性：
X＞Y
A．②③B．只有③
C．①②③④D．①②③
答案 A
解析 四种主族元素的离子aXm＋、bYn＋、cZn－和dRm－，它们具有相同的电子层结构，若m＞n，则X和Y同周期、Z和R同周期，且X和Y在Z和R的下一个周期，原子序数从大到小的顺序为a＞b＞c＞d，Y的金属性强于X，故Y的最高价氧化物对应水化物碱性强于X。
则Z的非金属性强于R。
aXm＋和bYn＋的电子数相同，故a－b＝m－n。
综上所述，A正确。
四、元素周期表中的“隐藏”规律及应用
例4
下列关于元素周期表的说法错误的是（ ）
A．元素R位于周期表的第ⅠB族，其原子序数为a，则原子序数为a－3的元素位于第ⅥB族
B．在元素周期表中85号元素的上一周期同一族元素的原子序数是53
C．同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差可能为25
D．同族上下相邻两种元素的原子序数之差可能为32
考点 元素周期表的结构
题点 元素周期表的规律
答案 A
解析 A项，根据元素周期表的结构，元素R位于周期表的第ⅠB族，其原子序数为a，则原子序数为a－3的元素位于第Ⅷ族，错误；B项，在元素周期表中85号元素位于第6周期，该周期含32种元素，所以它的上一周期同一族元素的原子序数是85－32＝53，正确；C项，第6周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差为25，正确；D项，同族上下相邻两种元素的原子序数之差可能为32，如Cs和Fr的原子序数分别是55和87，相差32，正确。
（1）同周期相邻主族元素原子的“序数差”规律
①除第ⅡA族和第ⅢA族外，其余同周期相邻主族元素序数差为1。
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族为相邻主族元素，其原子序数差：
第2、3周期时相差1，第4、5周期时相差11，第6、7周期时相差25。
（2）同主族相邻元素的“序数差”规律
①第2、3周期的同族元素原子序数相差8。
②第3、4周期的同族元素原子序数相差有两种情况：
第ⅠA族、第ⅡA族相差8，其他族相差18。
③第4、5周期的同族元素原子序数相差18。
④第5、6周期的同族元素原子序数镧系之前的相差18，镧系之后的相差32。
⑤第6、7周期的同族元素原子序数相差32。
变式4
甲～庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。
下列判断正确的是（ ）
A．丙与戊的原子序数相差25
B．气态氢化物的稳定性：
庚＜己＜戊
C．常温下，甲和乙的单质能与水剧烈反应
D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维
答案 D
解析 根据“己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性”可知，己为S元素，结合元素周期表中各元素的相对位置，可得出庚为F、戊为As、丁为Si、丙为B，又由“甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数”，说明甲为Mg、乙为Ca。
A项，丙（5B）与戊（33As）的原子序数相差28，错误；B项，元素的非金属性越强，其对应气态氢化物的稳定性越强，因非金属性：
庚（F）＞己（S）＞戊（As），则稳定性：
庚（HF）＞己（H2S）＞戊（AsH3），错误；C项，常温下，镁与水反应很缓慢，钙能与水剧烈反应，错误；D项，丁（Si）的最高价氧化物（SiO2）可用于制造光导纤维，正确。
五、根据“位、构、性”关系推断元素
例5
（2017·南宁下学期期中）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的最外层电子数是内层电子数的3倍，X所在的周期数是最外层电子数的3倍，由W、X、Y三种元素形成的一种盐溶于水后，加入盐酸，产生的无色气体能使品红褪色。
下列说法正确的是（ ）
A．W与X可形成至少两种化合物
B．X的简单离子与Z的简单离子具有相同的电子层结构
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：
Y＞Z
D．简单气态氢化物的稳定性：
W＜Y
考点 元素推断
题点 元素“位、构、性”的综合应用
答案 A
解析 W的最外层电子数是内层电子数的3倍，W为氧元素；X所在的周期数是最外层电子数的3倍，X为钠元素；由W、X、Y三种元素形成的一种盐溶于水后，加入盐酸，产生的无色气体能使品红褪色，该盐为亚硫酸盐，所以Y为硫元素；短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Z为氯元素；氧与钠可以形成氧化钠、过氧化钠等至少两种化合物，A正确；Na＋核外有2层，Cl－核外有3层，两种离子的电子层结构不同，B错误；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，非金属性：
Cl＞S，因此酸性：
HClO4＞H2SO4，C错误；元素的非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性：
O＞S，所以简单气态氢化物的稳定性：
H2O＞H2S，D错误。
元素推断的解题思路
（1）已知元素原子或离子的核外电子排布
先由电子层数和最外层电子数确定元素在周期表中的位置（周期和族），再由元素周期律推断其单质及化合物的性质。
（2）已知元素单质或化合物的性质（特性）
由元素单质及化合物的特性可确定元素的名称，根据其原子结构可确定其在周期表中的位置。
（3）已知元素在周期表中的位置
变式5
短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。
X的原子半径比Y的小，且X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。
X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。
下列说法不正确的是（ ）
A．原子半径的大小顺序：
r（W）>r（Y）>r（Z）>r（X）
B．元素Z、W的简单离子的电子层结构相同
C．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D．X、Y两种元素可形成分别含有10e－和18e－的化合物
考点 元素推断
题点 元素“位、构、性”的综合应用
答案 C
解析 根据题意可以推断，Z为O，所以X为H，Y为N，W为Na。
C项，稳定性：
H2O>NH3；D项，NH3为10e－微粒，而N2H4为18e－微粒。
1．（2018·寿光4月月考）下列叙述中，正确的是（ ）
A．所有主族中都有非金属元素
B．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大
C．过渡元素都是金属元素
D．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子
答案 C
解析 ⅡA族为碱土金属元素，全为金属，其他主族中均有非金属元素，选项A错误；同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最小，选项B错误；元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族的10列为过渡元素，过渡元素都是金属元素，选项C正确；ⅥA族元素的原子，其半径越小，越容易得到电子，选项D错误。
2．（2018·菏泽一中检测）已知元素R有某种同位素的氯化物RClX，该氯化物中R微粒核内中子数为Y，核外电子数为Z，该同位素的符号为（ ）
A.
RB.
R
C.
RD.
R
答案 D
解析 该氯化物中R微粒核外电子数为Z，又由于该氯化物化学式为RClX，所以该同位素的质子数为X＋Z，又该同位素的中子数为Y，质量数＝质子数＋中子数，所以该同位素的符号为
R，故D项正确。
3．（2018·滁州高一3月月考）不能作为判断氯、磷两种元素非金属性强弱的依据的是（ ）
A．氧化性：
Cl2＞红磷
B．单质沸点：
红磷＞Cl2
C．氢化物稳定性：
HCl＞PH3
D．酸性：
HClO4＞H3PO4
答案 B
解析 单质的氧化性越强，其元素的非金属性越强；单质的沸点属于物理性质，与元素的非金属性无关；氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强；最高价氧化物对应的水化物酸性越强，其元素的非金属性越强。
4．（2018·沂州高一月考）下列说法正确的是（ ）
A．Li是最活泼金属，F是最活泼非金属
B．Mg（OH）2碱性比Ca（OH）2强
C．元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，共16纵行
D．X2＋的核外电子数目为18，则X在第4周期ⅡA族
答案 D
解析 最活泼的金属是Cs（放射性元素除外），最活泼的非金属是F，A项错误；同主族从上到下元素的最高价氧化物对应水化物的碱的碱性逐渐增强，所以Mg（OH）2碱性比Ca（OH）2弱，B项错误；元素周期表共有18纵行，其中7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，一个Ⅷ族占三列，C项错误；X2＋的核外电子数目为18，则X的质子数为20，是钙元素，在第4周期ⅡA族，D项正确。
5．a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族，下列叙述正确的是（ ）
A．原子半径：
d>c>b>a
B．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 B
解析 a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。
A项，原子半径：
b＞c＞d＞a，错误；B正确；C项，c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，不是强碱，错误；D项，S的氧化性比氧气的氧化性弱，错误。
6．（2018·大同市高一3月月考）X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如下图所示。
若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是（ ）
A．原子半径：
W＞Z＞Y＞X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
Z＞W＞X
C．4种元素的单质中，Z单质的熔、沸点最低
D．W单质能与水反应，生成一种具有漂白性的物质
答案 D
解析 X、Y、Z、W均为短周期元素，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Y为O元素；由图中的位置可知，X为N元素，Z为S元素，W为Cl元素。
原子半径大小顺序为Z＞W＞X＞Y，故A错误；同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，可知最高价氧化物对应水化物的酸性：
W＞Z，故B错误；常温下Z的单质是固体，其余均是气体，Z单质硫的熔、沸点最高，故C错误；氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，HCl没有漂白性，故D正确。
7．（2018·晋江市高一段考）有A、B、C、D四种元素，A元素是地壳中含量最多的金属元素；B元素的原子其M层电子数比L层少1个电子；C元素的原子得到2个电子，D元素的原子失去1个电子，所得到的微粒都具有与氩原子相同的电子数，回答下列问题：
（1）上述四种元素的名称分别是A_________________，B______________，C____________，D____________。
（2）画出A离子、C原子的结构示意图：
________________________，__________________。
答案
（1）铝 氯 硫 钾
（2）
解析 A元素是地壳中含量最多的金属元素，A是Al；B元素的原子其M层电子数比L层少1个电子，B为Cl；C元素的原子得到2个电子，所得到的微粒具有与氩原子相同的电子数，C为S；D元素的原子失去1个电子，所得到的微粒具有与氩原子相同的电子数，D为K。
A离子为Al3＋，其离子结构示意图为
；C原子为S原子，其原子结构示意图为
。
[对点训练]
题组一 元素周期表的结构
1．（2018·双鸭山市一中4月月考）无机化学命名委员会在1989年做出决定：
把周期表原先的主、副族号取消，由左到右按原顺序编为18列，如碱金属为第1列，稀有气体为第18列。
按这个规定，下列说法正确的是（ ）
A．每一列都有非金属元素
B．第3列元素种类最多，第14列的化合物种类最多
C．从上到下第1列元素的单质熔点逐渐升高，而第17列元素的单质熔点逐渐降低
D．只有第2列元素的原子最外层有2个电子
考点 元素周期表的结构
题点 元素周期表的结构
答案 B
解析 第2列至第12列只有金属元素，A项错误；第3列除了Sc、Y之外，还包括镧系、锕系，一共32种元素，数目远远大于其他族，C元素是有机化合物的主体元素，故第14列的化合物种类最多，B项正确；从上到下第1列元素的金属性逐渐增加，单质熔点逐渐降低，C项错误；He元素最外层2个电子，D项错误。
2．（2017·安阳一中高一月考）短周期元素X和Y组成化合物X2Y，那么X和Y所在族的序数不可能分别是（ ）
A．ⅠA和ⅦAB．ⅠA和ⅥA
C．ⅦA和ⅥAD．ⅤA和ⅥA
考点 元素周期表的结构
题点 元素的位置与化学式的关系
答案 A
解析 当X为＋1价时，Y为－2价，X可能为第ⅠA、ⅤA、ⅦA族元素，Y为第ⅥA族元素，所以A符合题意。
题组二 原子结构与核外电子排布
3．科学家在利用回旋加速器进行的实验中，用具有20个质子的钙元素的同位素反复轰击含95个质子的镅元素，结果4次成功制成4个第115号元素的原子。
这4个原子在生成数微秒后衰变成第113号元素。
第115号元素的一种核素为
X。
下列有关叙述中正确的是（ ）
A．115号元素衰变成113号元素是化学变化
B．核素
X中中子数与质子数之差为59
C．113号元素的原子核中有113个中子
D．115号与113号元素的质量数之比为115∶113
答案 B
解析 由题意知，115号元素的原子的质子数为115,113号元素的原子的质子数为113，故C、D两项错误；
X中质子数为115，中子数为174，二者相差59，故B项正确；原子核发生的变化不是化学变化，故A项错误。
4．（2018·蚌埠市4月月考）16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）
A．16O与18O互为同素异形体
B．16O与18O核外电子排布方式不同
C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D．标准状况下，11.2L16O2和11.2L18O2均含NA个氧原子
考点 原子结构与核外电子的排布
题点 核素、同位素的相关综合
答案 D
解析 16O与18O互为同位素，A项错误；16O与18O是氧元素的不同核素，核外电子排布方式相同，B项错误；16O与18O间的相互转化是原子核发生的变化，不能通过化学变化实现，C项错误；标准状况下，11.2L16O2和11.2L18O2的物质的量均为0.5mol，均含NA个氧原子，D项正确。
5．有X、Y两种原子，X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子，Y原子的L电子层的电子数恰为X原子的L层电子数的2倍，则X、Y元素的元素符号分别为（ ）
A．Mg和SB．N和Be
C．Si和BD．C和Al
答案 D
解析 X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子，说明Y原子的核外电子数比X多；Y原子的L电子层的电子数恰为X原子的L层电子数的2倍，Y原子的L层电子数应是8，则X的L层电子数是4未排满，M层电子数是0，则Y原子的M层电子数是3，所以X是C元素，Y是Al元素。
题组三 元素周期表、周期律的应用
6．（2018·江西抚州4月月考）甲、乙两种非金属：
①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；②甲比乙更容易与氢气化合；③甲单质能与乙的简单阴离子发生置换反应；④与金属反应时，甲原子得电子数目比乙的多；⑤甲的单质熔、沸点比乙的低。
能说明甲比乙的非金属性强的是（ ）
A．①②④B．①②③④
C．①②③D．②③④⑤
考点 元素周期表和周期律的应用
题点 元素金属性、非金属性的比较
答案 C
解析 与金属反应时，甲原子得电子数目比乙的多，但得电子不一定容易，则不能说明甲比乙的非金属性强，故④错误；甲的单质熔、沸点比乙的低，无法确定非金属的关系，故⑤错误；①②③能说明甲比乙的非金属性强，C正确。
7．（2018·山东选课走班二调）下列各组离子从左至右半径依次减小且在水溶液中能大量共存的是（ ）
A．S2－、Cl－、K＋B．Mg2＋、Na＋、O2－
C．Mg2＋、F－、H＋D．Br－、Al3＋、Cl－
考点 元素周期表和周期律的应用
题点 微粒半径的比较
答案 A
解析 O2－不能在水溶液中存在，F－与H＋不能共存，离子半径：
Br－＞Cl－＞Al3＋。
8．（2
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