高考化学第1讲物质结构和元素周期律.docx

1、高考化学 第1讲 物质结构和元素周期律2017年高考化学 第1讲 物质结构和元素周期律【教学目标】1.掌握原子构成，元素、核素和同位素的含义。2.了解离子键、共价键的形成，会区分离子化合物和共价化合物。3.掌握元素周期律的实质，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。4.掌握金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。【高频考点聚焦】考点1 原子结构1.构成原子的微粒及作用2.原子中的等量关系(1)质量数(A)质子数(Z)中子数(N)(2)质子数原子序数核电荷数核外电子数3.同位素核素(1)概念辨析：(2)同位素的特征：相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同

2、。天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。(3)常见的重要核素及其应用核素UCHHO用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子抓住描述对象突破“四同”判断(1)同位素原子，如H、H；(2)同素异形体单质，如O2、O3；(3)同系物化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3; (4)同分异构体化合物，如正戊烷、新戊烷。4、核外电子排布规律(1)能量最低原则核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。(2)分层排布原则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)。次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。【

3、典例探究】【典例1】（2013海南化学）重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是 （ ）A氘(D)原子核外有1个电子 B1H与D互称同位素CH2O与D2O互称同素异形体 D1H218O与D216O的相对分子质量相同【典例2】用n表示原子核外电子层数，下列说法不正确的是 （ ） A.原子核外每层最多容纳的电子数为2n2个 B.原子的核电荷数一定等于原子的核外电子数 C. He、Ne两种元素原子每层电子容纳的电子数都满足2n2 D.同一原子核外的M层上的电子数一定比L层上的电子数多【典例3】（2012新课标1）下列叙述错误的是 （ ）A13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素 B1H

4、和2H是不同的核素，它们的质子数相等 C14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等 D6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等【高频考点聚焦】考点2 元素周期表、元素周期律一、元素周期表的结构（1）周期（2）族 二、元素周期表与元素性质的关系(1)原子结构与周期表 核外电子层数：周期数。 主族元素的最外层电子数；价电子数主族序数最高正价数(氧、氟除外)。 质子数：原子序数；原子核外电子数核电荷数。 负价绝对值8一主族序数(限AA)。（2）半径越大越容易失电子，半径约小越易得电子。金属性：NaMgAl最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱：NaOHMg(OH)2Al(OH)3 非金属性：SiPSC

5、l氢化物的稳定性：SiH4PH3H2SHCl 最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱：H4SiO4 H3PO4H2SO4 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【典例7】(2014全国卷)X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2和Z，Y和Z具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A原子最外层电子数：XYZ B单质沸点：XYZC离子半径：X2YZ D.原子序数：XYZ【高频考点聚焦】考点3 化学键1、离子键和共价键 概念：使

6、离子相结合或原子相结合的作用力。 化学反应的本质：反应物的化学键断裂，生成物的化学键形成。（1）共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。一般非金属元素之间形成共价键。 非极性共价键：在单质分子中同种原子形成的共价键，两个原子对共用电子对共用电子对的吸引能力相同；共用电子对不偏向于任何一个原子，成键原子不显电性。 极性共价键：在共价键形成的化合物分子中，由于不同原子对共用电子对的吸引能力不同，共用电子对会偏向于吸引电子能力强的一方。（2）离子键：阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键。一般存在于金属和非金属之间。2、离子化合物与共价化合物离子化合物：含有离子键的化合物。如：NaCl、CaCl2、

7、KOH、CaO等。 特例：离子化合物含有离子键，也可能同时含共价键（如NH4Cl等）共价化合物：只 含有共价键的化合物。如：HCl、H2O、CH4、NH3 、CO2等 特例：AlCl3、FeCl3等例外，它们属于共价化合物）3、化学键的表示方法电子式(1)概念：在元素符号周围用“”或“”来代表原子的最外层电子的式子。(2)电子式的书写：【电离剖析】【典例8】判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力()(2)非金属元素组成的化合物中只含共价键()(3)某些金属与非金属原子间能形成共价键()(4)原子最外层只有一个电子的元素跟卤素结合时，所形成的化学键

8、一定是离子键()(5)在水溶液中能导电的化合物一定是离子化合物()(6)离子化合物在任何状态下都能导电()【典例9】判断正误，正确的划“”，错误的划“” (1)NH4Br的电子 。 ( ) (2)次氯酸的电子式 。 ( ) (3)Na2O2的电子式 。( ) (4)H2O的电子式。( ) (5)N2的电子式。 ( ) (6)MgSO4中只存在离子键。 ( )【典例10】(2012大纲全国卷，6)下列有关化学键的叙述，正确的是 （ ）A离子化合物中一定含有离子键 B单质分子中均不存在化学键C含有极性键的分子一定是极性分子 D含有共价键的化合物一定是共价化合物【高频考点聚焦】考点4 粒子间作用力对

9、物质性质的影响范德华力、氢键和共价键的比较范德华力氢键共价键作用粒子分子或原子(稀有气体分子)氢原子，氟、氮、氧原子(分子内，分子间)原子强度比较共价键氢键范德华力影响其强度的因素随着分子极性和相对分子质量的增大而增大组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于AHB，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大

10、，如熔沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3分子内氢键使物质的熔、沸点降低影响分子的稳定性，共价键键能越大，分子稳定性越强对于原子晶体，共价键键能越大，晶体的熔点越高【典例探究】【典例11】（2010新课标1）下列判断错误的是（ ）A.熔点：Si3N4NaClSiI4 B.沸点：NH3PH3AsH3 C.酸性：HClO4H2SO4H3PO4 D.碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3【高考真题】 1(2015江苏化学，2)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是()A质子数为17、中子数为20的氯原子： Cl B氯离子(Cl)的结构示意图：C氯分子的电子式： D氯乙烯分子的结构简式：H

11、3CCH2Cl2(2015课标全国)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c和d的电子层结构相同。下列叙述错误的是()A元素的非金属性次序为cbaB. a和其他3种元素均能形成共价化合物C. d和其他3种元素均能形成离子化合物D元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、63(2015海南化学，10)下列指定微粒的数目相等的是(双选)()A等物质的量的水与重水含有的中子数B等质量的乙烯和丙烯中含有的共用电子对数C同温、同压、同体积的CO和NO含有的质子数D等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反

12、应时转移的电子数4(2015海南化学，12)a、b、c、d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。下列叙述错误的是()Ad元素的非金属性最强B它们均存在两种或两种以上的氧化物C只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物Db、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键5(2015重庆理综，8)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。(1)NaN3是气体发生剂，受热分解

13、产生N2和Na，N2的电子式为_。(2)Fe2O3是主氧化剂，与Na反应生成的还原产物为_(已知该反应为置换反应)。(3)KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有化学键的类型为_，K的原子结构示意图为_。6(2015海南化学，2)下列离子中半径最大的是()ANa BMg2 CO2 DF7(2015北京理综，7)下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是()A酸性：H2SO4H3PO4 B非金属性：ClBrC碱性：NaOHMg(OH)2 D热稳定性：Na2CO3NaHCO38(2015课标全国，12)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原

14、子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18，下列说法正确的是()A单质的沸点：WX B阴离子的还原性：WZC氧化物的水化物的酸性：Y_；比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱_。(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式：_。1(2014山东理综，8)根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是 ()A同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱B核外电子排布相同的微粒化学性质也相同 CCl、S2、Ca2、K半径逐渐减小 D. Cl与Cl得电子能力相同2(2014江苏化学，2)下列有关化学用语的表示正确的是()A过氧化钠的电子式： B质子数

15、为35、中子数为45的溴原子： Br C硫离子的结构示意图： D间二甲苯的结构简式：3(2014浙江理综，9)如表所示的五种元素中，W、X、Y、Z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 ()XYWZTA.X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高 B由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键 C物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性 DT元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ44(2014广东理综，23)甲辛等元素在周期表中的相对位置如右表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素，下列判断

16、正确的是(双选)()A金属性：甲乙丁 B原子半径：辛己戊 C丙与庚的原子核外电子数相差13 D乙的单质在空气中燃烧生成只含离子键的化合物 5(2014上海化学，6)今年是门捷列夫诞辰180周年，下列事实不能用元素周期律解释的只有()A碱性：KOHNaOH B相对原子质量：ArKC酸性HClO4H2SO4 D元素的金属性：MgAl6(2014海南化学，2)下列有关物质性质的说法错误的是()A热稳定性：HClHI B原子半径：NaMgC酸性：H2SO3H2SO4 D结合质子能力：S2Cl7(2013天津理综，3)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是()AA族与A族元素间可形成共价化合物或离子化合

17、物B第二周期元素从左到右，最高正价从1递增到7C同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越大D同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强【第1讲 物质结构和元素周期律 参考答案】【典例1】解析：氘(D)为2H，氢原子核外有1个电子，A正确；1H与D，即1H与2H互为同位素关系，B正确；同素异形体是指同种元素组成的不同单质，普通水和重水属化合物，C不正确；1H218O与D216O的相对分子质量都为20，D正确。答案：C【典例2】 解析：根据核外电子排布规律可知，A正确；原子电中性，核电荷数等于核外电子数，B正确； He原子核外只有一个电子层，该层电子数为2，Ne为2、8，每层电子容纳的电

18、子数都满足2n2，C正确；当M为最外层时可能的电子数为18，而此时的L层电子数为8个，D不正确；答案：D【技巧点拨】本题除要考虑每层最多容纳电子数外，还要考虑最外层电子数不超过8个，次外层电子数不超过18等规律，此类题中常常要根据结构决定性质，性质也能反映结构特征这一关系进行推断。【典例3】D解析：本题考查原子结构知识。A.13C，14C具有相同质子数均为6，不同的中子数分别为7和8，它们互为同位素,A正确。B.1H和2H是不同的核素，质子数都是1,相等,B正确。C.14C和14N的质量数都是14，中子数分别为8和7,不相等，C选项正确。D.6Li和7Li的电子数相等均为3，中子数分别为3和4

19、,不相等，D选项错误。【典例4】DA项，酸性应为CH3COOHH2CO3C6H5OH，错误。B项，碱性应为Ba(OH)2KOHCa(OH)2，错误。C项，熔点：原子晶体离子晶体分子晶体，即BNMgBr2SiCl4，错误。D项，由于NH3、H2O分子间形成氢键，所以沸点：H2ONH3PH3，正确。【典例5】A解析：该题考查元素周期律。A选项A族的H元素可以与A族的元素形成共价化合物，Na元素可以与A族的形成离子化合物，正确；B选项第二周期元素从左到右，元素O和F无正价，错误。C选项同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越小，错误。D选项同周期金属元素的化合价越高，其失电子能力越弱，如Na M

20、g Al，错误。【典例6】解析： 地壳中含量最高的元素是O元素，故Z为O元素；X的原子半径比Y小，故X在Y的上一周期，则X为H元素，W为Na元素，Y为N元素。原子半径r(Na)r(N) r(O)，A项错误； O2-与Na+都是10电子微粒，电子层结构相同，B项错误；因非金属性ON，故热稳定性H2ONH3，C项错误；含有H、N、O三种元素的化合物可以是共价化合物，如HNO3，也可以是离子化合物，如NH4NO3，D项正确。答案： D 【典例7】解析：选D根据题中信息可确定X、Y、Z分别为S、Na和F。原子最外层电子数：FSNa，A项错误；单质沸点：NaSF2，B项错误；离子半径：S2FNa，C项错

21、误；原子序数：SNaF，D项正确。【典例8】解析：(1)形成离子键的阴、阳离子间既存在静电吸引力，又存在静电排斥力；(2)如NH4Cl中存在离子键；(3)如AlCl3中形成的为共价键；(4)H与Cl形成共价键；(5)在水溶液中能导电的化合物不一定是离子化合物，如氯化氢；(6)离子化合物在固态下都不能导电。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)【典例9】(6)MgSO4晶体中只存在离子键 ()(2009广东理基，28A)解析SO中存在共价键。【典例10】解析特别注意：离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化

22、合物，如NaOH、NH4Cl等。故A项正确，D项错误；化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误；C项中，含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子。答案A【典例11】B 相对分子质量：AsH3PH3，二者结构与性质都相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则熔沸点越高，所以沸点：NH3AsH3PH32015年高考真题1CA项，质子数为17、中子数为20的氯原子的质量数为37，可表示为Cl，错误；B项，Cl核外有18个电子，离子结构示意图为，错误；C项，氯分子中两个氯原子间形成一个共用电子

23、对，从而达到8e稳定结构，正确；D项，氯乙烯分子中含有的碳碳双键不能省略，其结构简式为CH2=CHCl，错误。2Ba的电子层结构与氦相同，则a为氢元素；b和c的次外层有8个电子，且最外层电子数分别为6、7，则b为硫元素，c为氯元素；d的最外层电子数为1，且c和d的电子层结构相同，则d为钾元素。A项，元素的非金属性次序为ClSH，正确；H2S和HCl是共价化合物，KH、K2S和KCl是离子化合物，B项错误，C项正确；D项，氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为1和1、6和2、7和1，因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6，正确。3BDA项，1 mol水中含有的中子数是8 mol

24、，1 mol重水中含有的中子数是10 mol，所以等物质的量的水与重水含有的中子数不相等，错误；B项，乙烯、丙烯都属于烯烃，分子式符合CnH2n，最简式是CH2，所以若二者的质量相等，含CH2的个数相等，含有的共用电子对数也相等，正确；C项，同温同压下，同体积的CO和NO的物质的量相同，但是由于每个分子中含有的质子数不相同，故所含有的质子数不同，错误；D项，由于Cl2的氧化性很强，与变价金属Fe反应时产生的是FeCl3，与Al发生反应产生AlCl3，所以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等，正确。4D根据题意，短周期元素中，a的M层电子数为1个，则a为钠元素，b的最外层电

25、子数为内层电子数的2倍，则b为碳元素，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，则c为硫元素，结合c与d同周期，d的原子半径小于c，故d为氯元素。A项，上述元素中非金属性最强的元素是氯元素，正确；B项，钠可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物，碳元素可以形成CO、CO2两种氧化物，S元素可以形成SO2、SO3两种氧化物，氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种价态的氧化物，B项正确；C项，钠为活泼金属元素，可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物，正确；D项，碳元素可以与氢元素形成只含有极性键的化合物，如CH4，也可形成含有极性键和非极性键的化合物，如CH3CH3等，硫元素形成的H2S只含极性键，氯元素与氢元素形成的HCl也只含极性键，错误。5解析(1)氮原子最外层有5个电子，共用3对电子形成氮气，氮气的电子式为NN。(2)置换反应中，Fe2O3作氧化剂，还原产物是铁。(3)KClO4中K与ClO之间存在离子键，ClO内部Cl与O之间存在共价键。(4)NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2、H