2019高考化學 考點必練 專題12 物質結構 元素周期律知識點講解.doc

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考點十二 物質結構 元素周期律知識點講解 【知識講解】 一. 原子結構 1. 原子核的構成 核電荷數(shù)(Z) == 核內質子數(shù) == 核外電子數(shù) == 原子序數(shù) 2. 質量數(shù)：將原子核內所有的質子和中子的相對質量取近似整數(shù)值加起來，所得的數(shù)值，叫質量數(shù)。 質量數(shù)（A）= 質子數(shù)（Z）+ 中子數(shù)（N）==近似原子量 3. 原子構成 4. 表示方法 典例1（天津市2017-2018學年第二學期高三化學模擬）下列說法不正確的有幾個 ①質子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素 ②同一元素的核素種數(shù)由中子數(shù)決定 ③Cl2中35C1與37Cl兩種核素的個數(shù)之比與HCl中35Cl與37C1的個數(shù)之比相等 ④18 g H2O中含有的中子數(shù)為10NA ⑤標準狀況下，等體積CH4和HF所含的分子數(shù)相同 ⑥只有活潑金屬元素與活潑非金屬元素之間才能形成離子鍵 ⑦等物質的量的CN-和N2含有的共用電子對數(shù)相等 ⑧通過化學變化可以實現(xiàn)16O與18O之間的相互轉化 A． 2個 B． 3個 C． 4個 D． 5個 【答案】D 質量數(shù)不同,物理性質不同,在自然界中其原子百分比組成不變,故正確；④18g水的物質的量為1mol，1mol水中含有8mol中子，含有的中子數(shù)為8NA，故錯誤；⑤在標準狀況下，CH4為氣體，HF為液體，等體積CH4和HF的物質的量不同，所含的分子數(shù)不相同，故錯誤；⑥非金屬元素之間也可以形成離子鍵，如氯化銨中銨根離子與氯離子之間，所以不一定只有金屬元素和非金屬元素才能形成離子鍵，故錯誤；⑦CN-離子中含有碳氮三鍵，帶有1個單位負電荷，其電子式為：，1mol含有的共用電子對為3mol，氮氣分子中存在氮氮三鍵，N2的電子式為：，1mol含有的共用電子對為3mol，等物質的量的CN-和N2含有的共用電子對數(shù)相等，故正確；⑧化學變化的實質：分子的分裂，原子的重新組合，不能生成新核素，故錯誤；綜上，不正確的有①④⑤⑥⑧，答案選D。 二. 元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別和聯(lián)系 1. 區(qū)別 名 稱 元 素 核 素 同位素 同素異形體 本 質 質子數(shù)相同的一類原子的總稱 質子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子 質子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素 同種元素形成的不同單質 范 疇 同類原子 原子 原子 單質 特 性 只有種類，沒有個數(shù) 化學反應中的最小微粒 化學性質幾乎完全相同 元素相同、性質不同 決定因素 質子數(shù) 質子數(shù)、中子數(shù) 質子數(shù)、中子數(shù) 組成元素、結構 舉 例 H、C、O三種元素 H、H、H三種核素 H、H、H互稱同位素 O2與O3互為同素異形體 2. 聯(lián)系 【名師點睛】 (1) 在辨析核素和同素異形體時，通常只根據(jù)二者研究范疇不同即可作出判斷。 (2) 同種元素可以有多種不同的同位素原子，所以元素的種類數(shù)目遠少于原子種類的數(shù)目。 (3) 自然界中，元素的各種同位素的含量基本保持不變。 典例2（2018屆河北省石家莊市高三畢業(yè)班9月模擬考試）2016年6月8日，國際純粹與應用化學聯(lián)合會（IUPAC)公布了新元素的元素符號，113號元素為Nh；ll5號元素為Mc；117號元素為Ts；ll8號元素為Og。關于這四種元素，下列說法正確的是 A. Al的金屬性強于Nh B. Mc所在族的某種元素是一種優(yōu)良的半導體，并在芯片產(chǎn)業(yè)中應用廣泛 C. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HF>HTs D. Og所在族的所有元素都達到了最外層8電子穩(wěn)定結構 【答案】C 三. “10電子”、“18電子”的微粒小結 1. “10電子”微粒 分 子 離 子 一核10電子 Ne N3?、O2?、F?、Na+、Mg2+、Al3+ 二核10電子 HF OH? 三核10電子 H2O NH2? 四核10電子 NH3 H3O+ 五核10電子 CH4 NH4+ 2. “18電子”微粒 分 子 離 子 一核18電子 Ar K+、Ca2+、Cl￣、S2? 二核18電子 F2、HCl HS? 三核18電子 H2S 　 四核18電子 PH3、H2O2 　 五核18電子 SiH4、CH3F，NH2OH 　 六核18電子 N2H4、CH3OH 　 注：其它如C2H6、N2H5+、N2H62+等亦為18電子的微粒。 典例3（2019屆云南省澄江縣一中高三9月份考試）已知五種元素的原子序數(shù)的大小順序為C＞A＞B＞D＞E，A，C同周期，B，C同主族。A與B形成的離子化合物A2B中所有離子的電子數(shù)相同，其電子總數(shù)為30；D和E可形成4核10個電子的分子。試回答下列問題： (1)寫出五種元素的元素符號：A：________、B：________、C：________、D：________、E：________。 (2)用電子式表示離子化合物A2B的形成過程：______________________。 (3)寫出下列物質的電子式： ①D元素形成的單質：_______________________________________________。 ②E與B形成的化合物：_____________________________________________。 ③A，B，E形成的化合物：___________________________________________。 ④D與E形成的化合物：______________________________________________。 ⑤C，D，E形成的離子化合物：________________________________________。 【答案】NaOSNH或 (或) 【解析】 （3）①D元素形成的單質為N2，其電子式為：； ②E與B形成的化合物為H2O或H2O2，電子式為：或； ③A、B、E形成的化合物為NaOH，其電子式為：； ④D與E形成的化合物為NH3等，NH3電子式為：，故答案為：； ⑤C、D、E形成的離子化合物為（NH4）2S或NH4HS，電子式為或。 四. 元素周期表的結構 1. 周期 周 期 行 數(shù) 所含元素種類數(shù) 每周期的起止元素及其原子序數(shù) 短 周 期 一 1 2 1H→2He 二 2 8 3Li→10Ne 三 3 8 11Na→18Ar 長 周 期 四 4 18 19K→36Kr 五 5 18 37Rb→54Xe 六 6 32 55Cs→86Rn 七 7 32(填滿時) 87Fr118X(X表示未發(fā)現(xiàn)的118號元素) 2. 族 主 族 副 族 第Ⅷ族 副 族 主 族 0族 列序 數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 族序 數(shù) ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 3. 過渡元素 元素周期表中從ⅢB到ⅡB共10個縱行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多種元素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。 特別提醒　元素周期表中主、副族的分界線： (1) 第ⅡA族與第ⅢB族之間，即第2、3列之間； (2) 第ⅡB族與第ⅢA族之間，即第12、13列之間。 典例4（2018屆湖南省常德市高三第一次模擬考試）X、Y、Z、M、R為五種短周期元素，其原子半徑和最外層電子數(shù)之間的關系如圖所示。下列說法正確的是 A. 簡單陽離子半徑:X>R B. 最高價氧化物對應水化物的酸性:ZW 【答案】B 七. 元素金屬性、非金屬性強弱判斷依據(jù) 1. 元素金屬性強弱判斷依據(jù) ⑴　根據(jù)常見金屬活動性順序表判斷 金屬元素的金屬性與金屬單質的活動性一般是一致的，即越靠前的金屬活動性越強，其金屬性越強。 。。。。。。 Na Mg Al Zn Fe 。。。。。。 單質活動性增強，元素金屬性也增強 需說明的是這其中也有特殊情況，如Sn和Pb，金屬活動性Sn﹥Pb，元素的金屬性是Sn﹤Pb，如碰到這種不常見的元素一定要慎重，我們可采用第二種方法。 ⑵　根據(jù)元素周期表和元素周期律判斷 同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱，如第三周期Na ﹥Mg ﹥Al；同主族元素從上到下金屬性增強，如1中所述，Sn和Pb同屬Ⅳ主族，Sn在Pb的上方 ，所以金屬性Sn﹥Pb。 ⑶　根據(jù)物質之間的置換反應判斷 通常失電子能力越強，其還原性越強，金屬性也越強，對于置換反應，強還原劑和強氧化劑生成弱還原劑和弱氧化劑，因而可由此進行判斷。如：Fe + Cu2+ === Fe2+ + Cu 說明鐵比銅金屬性強。這里需說明的是Fe對應的為Fe2+，如：Zn + Fe2+ === Zn2+ + Fe 說明金屬性Zn﹥Fe，但Cu +2Fe3+ === Cu2+ + 2Fe2+，卻不說明金屬性Cu﹥Fe，而實為Fe﹥Cu。 ⑷　根據(jù)金屬單質與水或酸反應的劇烈程度或置換氫氣的難易判斷某元素的單質與水或酸反應越容易、越劇烈，其原子失電子能力越強，其金屬性就越強。如Na與冷水劇烈 反應，Mg與熱水緩慢反應，而Al與沸水也幾乎不作用，所以金屬性有強到弱為Na ﹥Mg ﹥Al；再如：Na、Fe、Cu分別投入到相同體積相同濃度的鹽酸中，鈉劇烈反應甚至爆炸，鐵反應較快順利產(chǎn)生氫氣，而銅無任何現(xiàn)象，根本就不反應，故金屬性強弱：Na ﹥Mg ﹥Al。 ⑸　 根據(jù)元素最高價氧化物對應水化物的堿性強弱判斷 如從NaOH為強堿，Mg(OH)2為中強堿，Al(OH)3為兩性氫氧化物可得知金屬性：Na ﹥Mg ﹥Al。 ⑹　根據(jù)組成原電池時兩電極情況判斷通常當兩種不同的金屬構成原電池的兩極時，一般作負極的金屬性較強 如Zn和Cu比較時，把Zn和Cu用導線連接后放入稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)銅片上有氣泡，說明鋅為負極，故金屬性Zn﹥Cu。但也應注意此方法判斷中的特殊情況，如鋁和銅用導線連接后放入冷濃硝酸中，因鋁鈍化，銅為負極，但金屬性卻為Al﹥Cu。 ⑺　根據(jù)金屬陽離子氧化性強弱判斷 一般來說對主族元素而言最高價陽離子的氧化性越弱，則金屬元素原子失電子能力越強，即對應金屬性越強。 ⑻　根據(jù)在電解過程中的金屬陽離子的放電順序判斷 放電順序：Ag+>Hg2+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 在電解過程中一般先得到電子的金屬陽離子對應金屬的金屬性比后得到電子的金屬陽離子對應金屬的金屬性弱，即位置越靠前的對應金屬的金屬性越弱。如含有Cu2+ 和Fe2+的溶液電解時Cu2+先得電子，所以金屬性Fe﹥Cu。其實這一方法同7本質上是一樣的。 ⑼　根據(jù)金屬失電子時吸收能量多少判斷 元素原子或離子失去或得到電子時必然伴隨有能量變化，就金屬元素原子失電子而言，在一定條件下，失電子越容易，吸收的能量越少金屬性越強；失電子越難，吸收的能量越多，金屬性越弱。如兩金屬原子X、Y，當它們分別失去一個電子后，都形成稀有氣體原子電子層結構X吸收的能量大于Y，故金屬性Y>X。 由以上分析可知，在判斷金屬性強弱時要綜合運用各方面知識進行，以防判斷時出現(xiàn)偏頗。 2. 元素非金屬性強弱判斷依據(jù) ⑴　根據(jù)元素周期表判斷 同一周期從左到右，非金屬性逐漸增強；同一主族從上到下非金屬性逐漸減弱。 ⑵　從元素單質與氫氣化合難易上比較 非金屬單質與H2化合越容易，則非金屬性越強。如： F2與H2可爆炸式的反應，Cl2與H2點燃或光照即可劇烈反應，Br2與H2需在200℃時才緩慢進行，而I2與H2的反應需在更高溫度下才能緩慢進行且生成的HI很不穩(wěn)定，同時發(fā)生分解，故非金屬性F>Cl>Br>I。 ⑶　 從形成氫化物的穩(wěn)定性上進行判斷 氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強。如：H2S在較高溫度時即可分解，而H2O在通電情況下才發(fā)生分解，所以非金屬性O>S。 ⑷　從非金屬元素最高價氧化物對應水化物的酸性強弱判斷（F除外，因F無正價） 若最高價氧化物對應水化物的酸性越強，則非金屬性越強。 例如：原硅酸（H4SiO4）它難溶于水，是一種很弱的酸，磷酸（H3PO4）則是中強酸，硫酸（H2SO4）是強酸，而高氯酸（HClO4）酸性比硫酸還要強，則非金屬性SiY如已知：2H2S + O2 === 2S↓ + 2H2O，則非金屬性O>S；另鹵素單質間的置換反應也很好的證明了這一點。 ⑹　從非金屬陰離子還原性強弱判斷 非金屬陰離子還原性越強，對應原子得電子能力越弱，其非金屬性越弱，即“易失難得”，指陰離子越易失電子，則對應原子越難得電子。 ⑺　從對同一種物質氧化能力的強弱判斷 如Fe和Cl反應比Fe和S反應容易，且產(chǎn)物一個為Fe3+，一個為Fe2+，說明Cl的非金屬性比S強。 ⑻　根據(jù)兩種元素對應單質化合時電子的轉移或化合價判斷 一般來說，當兩種非金屬元素化合時，得到電子而顯負價的元素原子的電子能力強于失電子而顯正 價的元素原子。如：S + O2 = SO2，則非金屬性O>S。 ⑼　從等物質的量的非金屬原子得到相同數(shù)目電子時放出能量的多少判斷非金屬性強時，放出能量多，非金屬性弱時，放出能量少。 綜上所述可知，元素的金屬性和非金屬性與元素得失電子能力以及對應單質或離子的氧化性和還原性有著密不可分的關系，它們可相互推導；這部分內容也是對金屬元素和非金屬元素知識的整合與提高，一定要詳細分析，理解記憶，才能撥開解題時的種種迷霧，得出正確答案。 典例7（2018屆四川省成都市郫都區(qū)高三期中）利用右圖所示裝置進行下列實驗，能得出相應實驗結論的是 選項 ① ② ③ 實驗結論 A 稀硫酸 Na2SO3 Na2SiO3溶 非金屬性：S>Si B 濃硫酸 蔗糖 溴水 濃硫酸具有脫水性、氧化性 C 稀鹽酸 Na2SO3 Ba(NO3)2溶液 SO2與可溶性鋇鹽均可生成白色沉淀 D 濃硝酸 Na2CO3 Na2SiO3溶液 酸性：硝酸>碳酸>硅酸 【答案】B 八. 化學鍵 1. 概念：使離子相互結合或原子相互結合的作用力。 2. 分類 離子鍵 化學鍵 極性共價鍵 共價鍵 非極性共價鍵 典例8（2018屆山東省濰坊市上學期高三期中考試）W、X、Y、Z是四種短周期非金屬元素，原子序數(shù)依次增大。X、Y原子核外L電子層的電子數(shù)之比為3：4，X與Z為同主族元素，且X、Y、Z的最外層電子數(shù)之和為16，W的簡單離子W-能與水反應生成單質W2。下列說法正確的是 A. 單質熔點：Z>Y B. W與X形成的化合物中只含有極性鍵 C. 最高價氧化物對應水化物的酸性：Z>Y D. 氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Z>X 【答案】C 【解析】W、X、Y、Z是四種短周期非金屬元素，原子序數(shù)依次增大。W的簡單離子W-能與水反應生成單質W2，則W應該是H，X、Y原子核外L電子層的電子數(shù)之比為3：4，即 X 、Y原子核外L電子層的電子數(shù)分別為3、4或6、8，結合X與Z為同主族元素，且X、Y、Z的最外層電子數(shù)之和為16，推出X為O、Y為Si、Z為S。因S為分子晶體，Si為原子晶體，故單質熔點：Z(S)Y(H2SiO3)，C項正確；非金屬性越強，氫化物就越穩(wěn)定，故氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Z(H2S)B>A>C B. 等物質的量的BA3和B3A中含有的陰陽離子總數(shù)相等 C. 元素A和D的簡單氫化物分子間僅存在范德華力 D. 元素B和D形成化合物的水溶液呈堿性 【答案】D N3－組成，Na3N由Na＋和N3－組成，等物質的量的兩種物質中含有的陰陽離子總數(shù)不相等，故B錯誤；C. NH3分子之間存在范德華力和氫鍵，H2S分子之間僅存在范德華力，故C錯誤；D. Na2S中的S2－在水溶液中發(fā)生水解反應使溶液呈堿性，故D正確；答案選D。