高三化學總復習 專題攻略 之物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律（下）二、 重難突破（含解析）

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專題攻略 之物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律（下）二、 重難突破 一. 同一元素的“位”、“構(gòu)”、“性”關系可表示如下： 1．性質(zhì)與位置的互推 (1) 根據(jù)元素的性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強，則可知A、B、C在同周期中按C、B、A的順序從左向右排列。 (2) 根據(jù)元素在周期表中的位置關系，可以推斷元素的性質(zhì)，如A、B、C三元素在同一主族中從上往下排列，則A、B、C的單質(zhì)氧化性依次減弱或還原性依次增強。 2．結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的互推 (1) 若元素的最外層電子數(shù)小于4，則該元素容易失電子；若最外層電子數(shù)大于4，則該元素容易得電子。 (2) 若某元素容易得電子，則可推知該元素的最外層電子數(shù)大于4；若某元素容易失電子，則可推知該元素的最外層電子數(shù)小于4。 3．結(jié)構(gòu)與位置的互推 只要記住了稀有氣體元素的原子序數(shù)(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可確定主族元素的位置。 (1) 若比相應的稀有氣體元素多1或2，則應處在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88號元素：88－86＝2，則應在第七周期第ⅡA族； (2) 若比相應的稀有氣體元素少1～5時，則應處在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84號元素應在第六周期第ⅥA族； (3) 若預測新元素，可與未發(fā)現(xiàn)的稀有氣體元素(118號)比較，按上述方法推測知：114號元素應為第七周期第ⅣA族。 二. “10電子”、“18電子”的微粒小結(jié) “10電子”的微粒 分子 離子 一核10電子的 Ne N3?、O2?、F?、Na+、Mg2+、Al3+ 二核10電子的 HF OH? 三核10電子的 H2O NH2? 四核10電子的 NH3 H3O+ 五核10電子的 CH4 NH4+ “18電子”的微粒 一核18電子的 Ar K+、Ca2+、Cl￣、S2? 二核18電子的 F2、HCl HS? 三核18電子的 H2S 　 四核18電子的 PH3、H2O2 　 五核18電子的 SiH4、CH3F，NH2OH 　 六核18電子的 N2H4、CH3OH 　 注：其它如C2H6、N2H5+、N2H62+等亦為18電子的微粒。 【名師點撥】 1. 首先確定10電子和18電子的中性原子Ne和Ar，然后找出比它們多或少電子的原子轉(zhuǎn)化成陰、陽離子或氫化物分子。 (1) 具有10電子的原子是Ne原子. (2) 其它10電子微粒一般是Ne原子前后的元素通過得失或共用電子對來達到10個電子的.如: ① Ne原子前面元素的氫化物.有CH4,NH3,H2O,HF. ② 上述氫化物去氫以后形成的陰離子,如:NH2-,N3-,,O2-,F-等. ③ 上述氫化物加H+后形成的陽離子.如:NH3+H+=NH4+ , H2O+H+=H3O+ ④ Ne原子后金屬元素的陽離子.如:Na+,Mg2+,Al3+等. 2. 基團：-F、-OH、-NH2、-CH3（均含9個電子），兩個自身合并或兩兩之間交換組合均可得到含18電子的微粒。 典例1．（2016課標Ⅱ）a、b、c、d為短周期元素，a的原子中只有1個電子，b2-和C+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，d與b同族。下列敘述錯誤的是 A．a(chǎn)與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價均為+1 B．b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物 C．c的原子半徑是這些元素中最大的 D．d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性 典例2. A＋、B＋、C-、D、E代表5種微粒（分子或離子），它們分別含10個電子，已知它們有如下轉(zhuǎn)化關系：A＋＋C- ===D＋E，B＋＋C- ===2 D ① A＋的電子式為 ；E分子的空間構(gòu)型為 。 ② C-、D、E這三種微粒結(jié)合質(zhì)子（H＋）的能力由強到弱的順序為（用微粒的化學式表示） ；其理由 是（用兩個離子方程式表示） ， 。 典例3. 用A+、B－、C2－、D、E、F、G和H分別表示含有18個電子的八種微粒（離子或分子），請回答： （1）A元素是 、B元素是 、C元素是 （用元素符號表示）。 （2）D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式是 。 （3）E是所有含18個電子的微粒中氧化能力最強的分子，其分子式是 。 （4）F是由兩種元素組成的三原子分子，其分子式是 。 （5）G分子中含有4個原子，其分子式是 。 （6）H分子中含有8個原子，其分子式是 。 典例1. 【答案】A 【解析】a的原子中只有1個電子，則a為氫元素，a、b、c、d為短周期元素，b2-和c+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，則b為氧元素，c為Na元素，d與b同族，則d為硫元素，據(jù)此解答。A． H分別與O、S形成化合物可以為H2O和H2S，氫元素的化合價為+1，而NaH中氫元素的化合價為-1價，A項錯誤；B．氧元素與其他三種元素能形成H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2 ，B項正確；C．同周期主族元素，從左到右原子半徑逐漸減小，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，原子半徑：Na>S>O>H，C項正確；D．d和a形成的化合物為H2S，硫化氫的溶液呈弱酸性，D項正確；答案選A。 典例2．【答案】① 三角錐形 ② OH?、NH3、H2O NH4＋＋OH- ====== NH3+H2O NH3+H2O NH4＋＋OH- 【解析】A＋、B＋、C-、D、E代表5種微粒（分子或離子），它們分別含10個電子，根據(jù)轉(zhuǎn)化關系：A＋＋C- ===D＋E，B＋＋C- ===2 D，則A是NH4+，B是H3O+，C是OH?，D是H2O，E是NH3。 典例3. 【答案】（1）K C1 S （2）HC1 （3）F2 （4）H2S （5）H2O2（答PH3同樣給分） （6）C2H6 【解析】用A+、B－、C2－、D、E、F、G和H分別表示含有18個電子的八種微粒（離子或分子），則（1）A、B、C、分別是K 、C1 、S ；（2）D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式HC1；（3）E是所有含18個電子的微粒中氧化能力最強的分子，其分子式是F2；（4）F是由兩種元素組成的三原子分子，其分子式是H2S；（5）G分子中含有4個原子，其分子式是H2O2（答PH3同樣給分）；（6）H分子中含有8個原子，其分子式是C2H6。 1. 下列化合物中陽離子半徑與陰離子半徑之比最小的是（　?。? A. NaF B. MgI2 C. BaI2 D. KBr 2. a元素的陰離子、b元素的陰離子與c元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．已知a的原子序數(shù)大于b的原子序數(shù)，則a、b、c三種離子半徑大小順序（　　） A. a＞b＞c B. b＞a＞c C. c＞a＞b D. c＞b＞a 3. . 下列微粒半徑大小的比較正確的是（　?。? A. Na+＜Mg2+＜Al3+＜O2- B. S2-＜Cl-＜Na+＜Al3+ C. Na＜Mg＜Al＜S D. Cs＞Rb＞K＞Na 4. 下列各組微粒按半徑遞增順序排列，且兩微粒電子數(shù)相同的是（　　） A. K+、Ca2+ B. S2-、Cl- C. Na+、F- D. Al3+、S2- 5. A+、B+、C2+、D-四種簡單離子，離子半徑大小是：D-＞B+，B+＞A+，B+＞C2+，則四種元素的原子序數(shù)關系不可能是（　?。? A. C＞B＞D＞A B. B＞D＞A＞C C. D＞B＞C＞A D. D＞C＞A＞B 6. A、B、C、D、E分別代表5種微粒，每種微粒中都含有18個電子。其中A和C都是由單原子形成的陰離子，B、D和E都是分子；又知在水溶液中A跟B反應可生成C和D；E具有強氧化性。請回答： ⑴ 用化學符號表示上述5種微粒： A 、B 、C 、D 、E 。 ⑵ 在水溶液中A跟B反應的離子方程式是 __________ 。 7. a、b、c、d、e、f、g為七種由短周期元素構(gòu)成的粒子，它們都具有10個 電子，其結(jié)構(gòu)特點如下： 粒子代碼 a b c d e f g 原子核數(shù) 單核 單核 雙核 多核 單核 多核 多核 電荷數(shù) （單位電荷） 0 1＋ 1- 0 2＋ 1＋ 0 其中b的離子半徑大于e的離子半徑；d是由極性鍵構(gòu)成的四原子極性分子；c與f可形成兩個共價型g分子。 試寫出： （1）a粒子的符號為 。 （2）b與e相應元素的最高價氧化物對應水化物的堿性強弱比較為： ﹥ （用化學式表示）。 （3）d溶于水的電離方程式 。 （4）g粒子所構(gòu)成的晶體類型屬 。 （5）c粒子是 ，f粒子是 （用化學式表示）。 8．某學生做同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的實驗時，自己設計了一套實驗方案，并記錄了有關實驗現(xiàn)象。請你幫助該學生整理并完成實驗報告。 (1)實驗目的：____________________________________________________。 (2)實驗用品：儀器：①________；②________(請?zhí)顚憙煞N主要玻璃儀器)。 藥品：氯水、溴水、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、四氯化碳。 (3)實驗內(nèi)容(在下列空格內(nèi)填寫相關內(nèi)容) 序號 實驗方案 實驗現(xiàn)象 ① ② (4)實驗結(jié)論：__________________________________________。 (5)問題和討論： ①請用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論簡單說明得出上述結(jié)論的原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②由于F2過于活潑，很難設計一個簡單的實驗驗證其氧化性的強弱。試列舉兩個事實說明F的非金屬性比Cl強：______________________________________________。 9．某研究性學習小組設計了一組實驗驗證元素周期律。 Ⅰ. 探究堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 (1) 實驗用品：玻璃管(直徑6～10 mm，長100 mm)、試管夾、小刀、鑷子、濾紙、鈉、玻璃棒、酒精燈、火柴。 (2) 實驗時，加熱至鈉(鉀)熔化后，立即用洗耳球向玻璃管內(nèi)鼓入空氣，可以觀察到玻璃管內(nèi)的鈉(鉀)粒燃燒，且________比________的燃燒更劇烈。 (3) 寫出探究鈉、鉀與空氣中的氧氣反應的其他實驗方法 ________________________________________________________________________。 (4) 從該實驗中獲得的結(jié)論是____________________________________。 Ⅱ. 探究同周期元素金屬性的強弱規(guī)律 (5) 甲同學想驗證同周期元素金屬性強弱規(guī)律，最好選用第________周期的________三種元素。請設計最簡單的實驗進行驗證，并說明分別觀察到的現(xiàn)象： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； 其理論解釋是_______________________________________________。 這三種元素最高價氧化物對應的水化物的堿性強弱順序為________________(填化學式)。 Ⅲ. 探究同周期元素非金屬性的強弱規(guī)律 乙同學設計實驗驗證同周期元素的非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物的酸性就越強。他設計了如圖所示裝置以驗證氮、碳、硅元素的非金屬性強弱。設計的實驗可直接證明三種酸的酸性強弱，已知A是強酸，常溫下可與銅反應；B是塊狀固體；打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到有白色沉淀生成。 (6) 寫出所選用物質(zhì)的化學式： A________，B________，C________。 (7) 寫出燒杯中發(fā)生反應的離子方程式_________________________________。 Ⅳ.根據(jù)以上實驗和相應規(guī)律，下列判斷不正確的是________。 A．H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO3的酸性逐漸增強 B．HCl、PH3、H2S的穩(wěn)定性逐漸減弱 C．向H2S溶液中通入Cl2可觀察到有淡黃色沉淀生成 D．Na、K、Rb的原子半徑逐漸增大 1. 【答案】B 【解析】陽離子半徑與陰離子半徑比值最小的應該是陽離子半徑較小的和陰離子半徑較大的離子構(gòu)成的化合物，同一周期的離子電荷數(shù)大的半徑小，同一族的原子序數(shù)大的半徑大，在選項的四個陽離子中，Mg2+是陽離子半徑最小的，在陰離子中，I-是陰離子半徑最大的，所以B的比值最?。蔬xB． 2. 【答案】B 【解析】a元素的陰離子、b元素的陰離子和c元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．a(chǎn)元素、b元素形成陰離子，則a、b兩元素處于同一周期．c元素形成陽離子，則c元素位于a、b元素所在周期的相鄰下一周期．所以c元素的核電荷數(shù)最大，a的原子序數(shù)大于b的原子序數(shù)，所以核電荷數(shù)c＞a＞b， 核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，所以離子半徑：b＞a＞c． 故選：B． 3. 【答案】D 4. 【答案】C 【解析】A、K+和Ca2+核外電子排布相同，兩微粒電子數(shù)相同，K+核電荷數(shù)是19，Ca2+核電荷數(shù)是20，所以離子半徑K+＞Ca2+，故A錯誤； B、S2-和Cl-核外電子排布相同，兩微粒電子數(shù)相同，S2-核電荷數(shù)是16，Cl-核電荷數(shù)是17，所以離子半徑S2-＞Cl-，故B錯誤； C、Na+和F-核外電子排布相同，兩微粒電子數(shù)相同，Na+核電荷數(shù)是11，F(xiàn)-核電荷數(shù)是9，所以離子半徑Na+＜F-，故C正確； D、Al3+和S2-最外層電子數(shù)相同，Al3+有2個電子層，S2-有3個電子層，所以離子半徑Al3+＜S2-，電子數(shù)不相同，故D錯誤．故選：C。 5. 【答案】D 【解析】以主族元素為例進行分析，根據(jù)化合價可知A、B為同周期元素處于ⅠA族，C處于ⅡA族，D處于ⅦA族，B+＞A+，則原子序數(shù)B＞A；B+＞C2+，若B與C為同周期元素，原子序數(shù)B＜C；若B的周期數(shù)大于C的周期數(shù)，原子序數(shù)B＞C；D-＞B+，若D-與B+核外電子排布相同，原子序數(shù)D＜B；若最外層電子數(shù)相同，原子序數(shù)D＞B；由于B+＞A+，原子序數(shù)B＞A，兩種情況下原子序數(shù)D＞A，若A+半徑大于C2+半徑，當A與C為同周期元素，原子序數(shù)A＜C；當A的周期數(shù)大于C的周期數(shù)，原子序數(shù)A＞C； 若A+半徑小于C2+半徑，原子序數(shù)A＜C．故ABC都有可能，原子序數(shù)B＞A，故D不可能．故選：D。 7. 【答案】（1）A： S2-、B：HCl、C: Cl- 、D：H2S E：F2 （2）S2-＋2H+ ===== H2S 【解析】A和C都是由單原子形成的陰離子， 在水溶液中A跟B反應可生成C和D，說明B的酸性比D強，故A是S2-、B是HCl 、C是Cl- 、D 是H2S；E有18個電子，具有強氧化性，E是F2。 8. 【答案】 （1）Ne （2）NaOH Mg（OH）2 （3）NH3+H2O NH3H2O NH4＋＋OH- （4）分子晶體 （5）OH- H3O＋ 【解析】根據(jù)10電子微粒特征解答：a是Ne 、b是Na+、c是OH-、d是NH3、e是Mg2+、f是NH4＋、 G是H2O。 9. 【答案】(1) 探究同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 (2) ① 試管　② 膠頭滴管 序號 實驗方案 實驗現(xiàn)象 ① 將少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的試管中，振蕩；再滴入少量四氯化碳，振蕩 加入氯水后，溶液由無色變?yōu)槌壬?，滴入四氯化碳后，水層顏色變淺，四氯化碳層(下層)變?yōu)槌燃t色 ② 將少量溴水滴入盛有少量KI溶液的試管中，振蕩；再滴入少量四氯化碳，振蕩 加入溴水后，溶液由無色變?yōu)楹稚?，滴入四氯化碳后，水層顏色變淺，四氯化碳層(下層)變?yōu)樽霞t色 (4) 同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱 (5) ① 同一主族元素，自上而下，元素原子的電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱 ② F2在冷暗處就可以與H2劇烈反應而爆炸，而Cl2與H2只有在光照或點燃的條件下才能反應；HF比HCl穩(wěn)定；F2能與H2O發(fā)生置換反應生成O2，而Cl2不能(任寫兩個事實) 【解析】(1) 元素周期律包括同一周期與同一主族性質(zhì)的變化規(guī)律。根據(jù)給出的實驗藥品不難看出，該學生想以同一主族元素為例，設計實驗驗證同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 (2) 本實驗屬于試管實驗，主要使用試管和膠頭滴管。 (3) 根據(jù)提供的藥品，顯然是用Cl2、Br2、I2之間的置換反應來證明它們的氧化性強弱，用四氯化碳將置換出來的Br2或I2萃取出來，以增強實驗的準確性和說服力。 (4) 該小題具有一定的開放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次減弱或非金屬性依次減弱都可以，但最好與該實驗的實驗目的相對應：即同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱。 (5) ① 該題應該主要從原子核對最外層電子的吸引力大小來回答。②一般來說，置換反應能直接說明兩種單質(zhì)的氧化性強弱，但F2過于活潑，不好直接置換Cl2，只能用間接的證據(jù)。 如可從它們與氫氣反應的難易程度，與水反應的難易程度，它們的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等方面證明。 10.【答案】Ⅰ.(2) K　Na　(3) 在坩堝內(nèi)進行加熱鈉(鉀)的實驗(其他合理答案也可)　(4) 鉀的金屬活動性大于鈉的 Ⅱ.(5) 三　鈉、鎂、鋁 ① 取大小相同的三小粒金屬分別投入蒸餾水中，鈉劇烈反應，而鎂、鋁無明顯現(xiàn)象 ② 取大小相同的鎂塊和鋁塊投入相同濃度的稀鹽酸中，鎂反應較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡；鋁反應比鎂緩慢，有較多的氣泡產(chǎn)生 同周期從左到右，元素的原子半徑逐漸減小，核電荷數(shù)逐漸增多，原子核吸引最外層電子的能力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱，故金屬性逐漸減弱　NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 Ⅲ.(6)HNO3　CaCO3　Na2SiO3(或K2SiO3) (7)CO2＋SiO＋H2O===H2SiO3↓＋CO或2CO2＋SiO＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO Ⅳ.A CO2，說明HNO3的酸性大于H2CO3的，生成的CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3白色膠狀沉淀，說明H2CO3的酸性大于H2SiO3的。Ⅳ.A項，HClO3不是氯的最高價含氧酸，錯誤；B項，P、S、Cl同周期，原子半徑逐漸減小，得電子能力逐漸增強，非金屬性逐漸增強，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強，正確；C項，由于Cl2的氧化性大于S的，H2S能與Cl2反應生成難溶于水的淡黃色S，正確；D項，Na、K、Rb同主族，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑依次增大，正確。