资源简介 第4讲 化学键 分子间作用力与晶体微粒[考纲要求]1.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。2.了解共价键的主要类型(σ键和π键)。能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3.了解极性键和非极性键。4.了解分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别。考点一 离子键 共价键1．离子键和共价键的比较离子键 共价键概念 带相反电荷离子之间的相互作用 原子间通过共用电子对形成的相互作用成键粒子 阴、阳离子 原子成键实质 静电作用：包括阴、阳离子之间的静电吸引作用，电子与电子之间以及原子核与原子核之间的静电排斥作用 静电作用：包括共用电子对与两核之间的静电吸引作用，电子与电子之间以及原子核与原子核之间的静电排斥作用形成条件 活泼金属与活泼非金属化合 一般是非金属与非金属化合2．离子键的表示方法(1)用电子式表示离子化合物的形成过程①Na2S：②CaCl2：(2)写出下列物质的电子式3．共价键的特征、分类与键参数(1)特征具有饱和性和方向性。(2)分类分类依据 类型形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠π键 电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移非极性键 共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对双键 原子间有两对共用电子对三键 原子间有三对共用电子对特别提醒 ①只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。②同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。(3)键参数①概念②键参数对分子性质的影响a．键能越大，键长越短，分子越稳定。b.4．共价键的表示方法(1)用电子式表示共价化合物的形成过程(2)写出下列物质的电子式(3)写出下列物质的结构式①N2：N≡N； ②H2O：H—O—H；③CO2：O===C===O。深度思考1．(1)形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引吗？(2)形成离子键的元素一定是金属元素和非金属元素吗？仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗？(3)金属元素和非金属元素形成的化学键一定是离子键吗？(4)含有离子键的化合物中，一个阴离子可同时与几个阳离子形成静电作用吗？答案 (1)既有阴、阳离子间的静电吸引，也有原子核与原子核之间、电子与电子之间的相互排斥。(2)都不一定，如铵盐全是由非金属元素形成的。(3)不一定，如AlCl3中的化学键就是共价键。(4)可以，如Na2S，离子键没有方向性。2．(1)共价键仅存在于共价化合物中吗？答案 不是，有些离子化合物如NaOH、Na2O2及NH4Cl等物质中皆存在共价键。(2)所有物质都能用电子式表示其组成吗？答案 不是。3．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力 (×)(2)全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物 (×)(3)某些金属与非金属原子间能形成共价键 (√)(4)分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物 (√)(5)某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键(×)(6)在水溶液中能导电的化合物一定是离子化合物 (×)(7)离子化合物在任何状态下都能导电 (×)4．根据价键理论分析氮气分子中的成键情况？答案 氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个σ键和两个π键。解析 一般共价单键是σ键，双键和三键中有一个σ键，其余为π键。两个氮原子相互形成分子时的原子轨道重叠情况及成键情况如图所示。5．试根据下表回答问题。某些共价键的键长数据如下所示：共价键 键长(nm)C—C 0.154C==C 0.134C≡C 0.120C—O 0.143C==O 0.122N—N 0.146N==N 0.120N≡N 0.110(1)根据表中有关数据，你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些？其影响的结果怎样？(2)键能是________________________________________________________________。通常，键能越________，共价键越________，由该键构成的分子越稳定。答案 (1)原子半径、原子间形成共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对，原子半径越小，共价键的键长越短；原子半径相同，形成共用电子对数目越多，键长越短。(2)气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量 大 稳定题组一 电子式的正误判断1．下列电子式书写正确的是 ( )答案 B2．氯水中存在多种微粒，下列有关粒子的表示方法正确的是 ( )A．氯气的电子式：B．氢氧根离子的电子式：C．次氯酸分子的结构式：H—O—ClD．HClO的电子式：答案 C解析 A项应把氯原子的最外层电子都标出；B项缺少中括号，也没标明粒子所带电荷；D项氢原子应与氧原子形成共价键，氧的最外层电子未全标出。电子式书写时常见的错误(1)漏写未参与成键的电子，如：N2：N N，应写为。(2)化合物类型不清楚，漏写或多写[ ]及错写电荷数，如：(3)书写不规范，错写共用电子对，如：N2的电子式为N N，不能写成，更不能写成或。(4)不考虑原子间的结合顺序，如HClO的结构式为H—O—Cl而非H—Cl—O。(5)不考虑原子最外层有几个电子，均写成8电子结构，如CH的电子式为而非。(6)不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写。如：CaBr2、CaC2的电子式分别为。题组二 8电子结构的判断3．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是 ( )A．CH4 B．CH2===CH2 C．CO2 D．N2答案 C解析 CH4、CH2===CH2中氢不满足8电子稳定结构，A、B项错；N2中只含有非极性键且为单质，D项错。4．下列物质中所有原子均满足最外层8电子稳定结构的化合物是 ( )A．PCl5 B．P4 C．CCl4 D．NH3答案 C解析 判断原子满足最外层8电子结构的方法为最外层电子数＋所成价键数＝8，故A项、D项错；P4为单质，而非化合物，故B项错；C项中5原子最外层均为8电子稳定结构，C项正确。判断分子中各原子是否达到8电子的稳定结构，主要方法有两种(1)经验规律法凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。(2)试写结构法判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如：①H2O，O原子最外层有6个电子，H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键，所以H2O中的O原子最外层有6＋2＝8个电子，但H2O中的H原子最外层有2个电子；②N2，N原子最外层有5个电子，N与N之间形成三个共价键，所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。题组三 σ键、π键的判断5．下列说法中不正确的是 ( )A．σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强B．s s σ键与s p σ键的电子云形状对称性相同C．碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍D．N2分子中有一个σ键，2个π键答案 C解析 σ键“头碰头”重叠，π键“肩并肩”重叠，“头碰头”重叠程度大，形成的共价键强；σ键形成的是“轴对称”而π键形成的是“镜像对称”；在双键中一个σ键，一个π键，在三键中一个σ键，两个π键。6．下列关于σ键和π键的理解不正确的是 ( )A．σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转C．双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键D．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键答案 D解析 稀有气体分子中不存在化学键。快速判断σ键、π键的方法(1)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。(2)σ键比π键稳定。题组四 键参数的应用7．结合事实判断CO和N2相对更活泼的是______________，试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因：____________________________________________________。CO C—O C===O C≡O键能(kJ·mol－1) 357.7 798.9 1 071.9N2 N—N N===N N≡N键能(kJ·mol－1) 154.8 418.4 941.7答案 CO 断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·mol－1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·mol－1)小解析 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[1 071.9－798.9＝273.0(kJ·mol－1)]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[941.7－418.4＝523.3(kJ·mol－1)]小，可知CO相对更活泼。8．下列说法中正确的是 ( )A．分子的键长越长，键能越高，分子越稳定B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子的键角为180°D．H—O键键能为462.8 kJ·mol－1，即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×462.8 kJ答案 B解析 键长越长，键能越小，分子越不稳定，A项错误；共价键一般是形成于非金属元素之间，而ⅠA族是活泼金属元素，ⅦA族是活泼非金属元素，二者形成离子键，B项正确；水分子中键的夹角为104.5°，C项错误；断裂2 mol H—O键吸收2×462.8 kJ能量，而不是分解成H2和O2时消耗的能量，D项错误。分子的空间构型与键参数键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间构型，一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间几何构型。考点二 化学键与化学反应、物质类别1．化学键概念相邻原子间强烈的相互作用。2．化学键与化学反应旧化学键的断裂和新化学键的形成是化学反应的本质，是反应中能量变化的根本。3．物质的溶解或熔化与化学键变化(1)离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。(2)共价化合物的溶解过程①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。(3)单质的溶解过程某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。4．化学键对物质性质的影响(1)对物理性质的影响金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。(2)对化学性质的影响N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。5．化学键与物质类别(1)化学键的存在(2)化学键与物质的类别除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括如下：①只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。②只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。③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、C2H4等。④只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。⑤既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。⑥仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。⑦金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。(3)离子化合物和共价化合物的判断方法①根据化学键的类型判断凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，是共价化合物。②根据化合物的类型来判断大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。③根据化合物的性质来判断一般熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。深度思考有化学键的断裂或形成就一定是化学反应吗？答案 不一定是化学反应，如NaCl溶于水，属于物理变化，其中有离子键的断裂，而将NaCl蒸发结晶，Na＋和Cl－重新形成离子键而成为晶体，也是物理变化。题组一 化学键的断裂与形成1．下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是( )A．NH4ClNH3↑＋HCl↑B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2OD．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2答案 D解析 本题以四个化学反应为载体综合考查了学生对离子键、极性共价键和非极性共价键的认识程度。A、B中无非极性键的断裂和形成且A中只有离子键的断裂，B中只有离子键的形成；C中有非极性键(Cl－Cl)的断裂但无非极性键的形成；D中Na2O2既有离子键又有非极性共价键，CO2中有极性共价键，Na2CO3有离子键和极性共价键，O2中有非极性共价键，故选D。2．在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是 ( )A．将SO2通入水中 B．烧碱溶于水C．将HCl通入水中 D．硫酸氢钠溶于水答案 D3．从化学键的观点看，化学反应的实质是“旧键的断裂，新键的形成”，据此你认为下列变化属于化学变化的是 ( )①对空气进行降温加压②金刚石变成石墨③NaCl熔化④碘溶于CCl4中⑤HCl溶于水电离出H＋和Cl－⑥电解熔融的Al2O3制取AlA．②③⑤ B．②⑤⑥ C．②⑥ D．②③⑤⑥答案 C题组二 化学键与物质类别4．有以下9种物质：①Ne；②NH4Cl；③KNO3；④NaOH；⑤Cl2；⑥SO2；⑦H2S；⑧Na2O2；⑨MgCl2。请用上述物质的数字序号填空：(1)只存在离子键的是________________________________________________________。(2)只存在共价键的是_______________________________________________________。(3)只存在共价键的电解质是_________________________________________________。(4)既存在离子键又存在共价键的是____________________________________________。(5)不存在化学键的是_______________________________________________________。答案 (1)⑨ (2)⑤⑥⑦ (3)⑦ (4)②③④⑧ (5)①5．短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是 ( )A．Z2Y B．X2Y2 C．Z2Y2 D．ZYX答案 B解析 由Y2－与Z＋核外电子层的结构相同，可知Y在Z的上一周期，所以Y为氧元素、Z为钠元素，则X为H。A选项Na2O只有离子键；B选项H2O2有非极性共价键，也有极性共价键；C选项Na2O2有离子键、非极性共价键，没有极性共价键；D选项NaOH有离子键、极性共价键。6．下列化合物中，既有离子键，又有共价键且是非极性共价键的是 ( )A．NaOH B．Na2O2 C．KHSO4 D．NH4Cl答案 B解析 Na2O2的电子式为，符合题意要求。考点三 分子间作用力和氢键1．分子间作用力(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。(2)特点①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力。(3)变化规律一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2。2．氢键(1)定义：分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。(2)形成条件除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N。(3)存在氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。特别提醒 (1)氢键不是化学键，是介于分子间作用力和化学键之间的一种作用力。(2)氢键、分子间作用力的大小主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点等。深度思考1．下图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是 ( )A．H2S B．HCl C．PH3 D．SiH4答案 D解析 在第ⅣA～ⅦA族中元素的氢化物中，NH3、H2O、HF因存在氢键，故沸点反常的高，则含a的线为第ⅣA族元素的氢化物，则a点为SiH4。2．分析下面两图，总结卤素单质和卤素碳化物的范德华力变化规律。思考点拨 范德华力越大，熔、沸点越高。组成结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。同分异构体中，支链越多，范德华力越小。相对分子质量相近的分子极性越大，范德华力越大。答案 卤素单质和四卤化碳的范德华力随其相对分子质量增加而变大。3．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)氢键是氢元素与其他元素形成的化学键 ( )(2)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键 ( )(3)乙醇分子和水分子间只存在范德华力 ( )(4)碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键 ( )(5)水分子间既存在范德华力，又存在氢键 ( )(6)氢键具有方向性和饱和性 ( )(7)H2和O2之间存在氢键 ( )(8)H2O2分子间存在氢键 ( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)√解析 (1)氢键与氢有关但不属于化学键；(2)可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键；(3)乙醇分子、水分子中都有—OH，符合形成氢键的条件；(4)HI分子间只存在范德华力的作用；(5)和(6)正确；(7)H2与O2分子中的共价键均为非极性键，分子间只存在范德华力；(8)H2O2分子中的H几乎成为“裸露”的质子，与水分子一样，H2O2分子间也存在氢键。特别提醒 (1)有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子不一定有氢键。(2)一个氢原子只能形成一个氢键，这就是氢键的饱和性。(3)分子内氢键基本上不影响物质的性质。4．下列事实均与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。(1)冰的硬度比一般的分子晶体的大；(2)甘油的粘度大；(3)邻硝基苯酚20 ℃时在水中的溶解度是对硝基苯酚的0.39 倍；(4)邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；(5)氨气极易溶于水；(6)氟化氢的熔点高于氯化氢。答案 (1)、(2)、(5)是分子间氢键；(3)、(4)中邻硝基苯酚、邻羟基苯甲酸存在分子内氢键，对硝基苯酚、对羟基苯甲酸存在分子间氢键；(6)中氟化氢存在分子间氢键，氯化氢无氢键。解析 分子内氢键除必须具备形成氢键的条件外，还必须具备特定的条件：形成平面环(五元或六元环最为稳定)、形成的环中没有任何扭曲等。氢键的形成使物质在熔、沸点、电离度、溶解度等方面表现出一些特殊性质。由于分子间氢键的作用，形成了“缔合分子”增大了分子间作用力，使得物质的熔、沸点升高(如水)、溶解度增大(如氨)、电离度降低(如氢氟酸为弱酸)等；由于分子内的氢键作用，形成具有“环状结构”的物质，减小了分子间的作用力，使物质的熔、沸点降低，溶解度减小等。5．氢键的存在一定能使物质的熔沸点升高吗？答案 不一定，如果形成的氢键是分子内氢键，则对物质的熔沸点影响较小。一、安徽省四年高考试题组合1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。(1)NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键 (√)(2012·安徽理综，7B)(2)在分子中N、O间形成的共价键是非极性键 (×)(2011·安徽理综，7A)2．填空(1)(2012·安徽理综，25改编)已知X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，Y的基态原子最外层电子数排布式为nsnnpn＋2，则X和Y的气态氢化物中，较稳定的是__________(写化学式)。答案 H2O(2)(2012·安徽理综，25改编)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。则X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是________(写化学式)；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是______(写化学式)。答案 Si HCl(3)(2012·安徽理综，25改编)X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等；常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积；Z和Y同周期，Z的电负性大于Y，XY2是一种常用的溶剂，则XY2的分子中存在________个σ键，在H—Y、H—Z两种共价键中，键的极性较强的是__________，键长较长的是__________。答案 2 HCl H—S(4)(2012·安徽理综，25改编)已知W能形成两种以上的氧化物，有的氧化物是导致酸雨的主要物质，则其气态氢化物的稳定性比H2O(g)________(填“强”或“弱”)。答案 弱二、2012各省市高考试题组合1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。(1)NH4Br的电子式： (×)(2012·海南，9A)(2)离子化合物中一定含有离子键 (√)(2012·大纲全国卷，6A)(3)单质分子中均不存在化学键 (×)(2012·大纲全国卷，6B)(4)含有共价键的化合物一定是共价化合物 (×)(2012·大纲全国卷，6D)2．填空(1)[2012·福建理综，30节选]硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是____________________。硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H 三种元素)的球棍模型如下图所示：硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有__________(填序号)。A．离子键 B．共价键C．金属键 D．范德华力E．氢键答案 硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案) ADE解析 硅烷形成的晶体是分子晶体，相对分子质量越大，分子间范德华力越强，沸点越高。在晶体中Na＋与Xm－之间为离子键，H2O分子间存在范德华力，而该阴离子能与水分子形成氢键。(2)[2012·浙江自选模块测试，15改编]①下列物质变化，只与范德华力有关的是________。A．干冰熔化B．乙酸汽化C．乙醇与丙酮混溶D．溶于水E．碘溶于四氯化碳F．石英熔融②下列物质中，只含有极性键的分子是__________，既含离子键又含共价键的化合物是______________；只存在σ键的分子是________，同时存在σ键与π键的分子是________________________________________________________________________。A．N2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C2H4 E．C2H6 F．CaCl2 G．NH4Cl答案 ①AE ②BC G CE ABD解析 ①干冰为分子晶体，熔化时只需破坏范德华力；乙酸、乙醇、分子间均存在范德华力和氢键，因此B、C、D三者变化过程中均需克服两种作用力；碘为分子晶体，溶于四氯化碳的过程中只需克服范德华力；石英为原子晶体，熔融过程中共价键被破坏，故A、E正确。②只含极性键的分子有CO2、CH2Cl2；既含离子键又含共价键的化合物必须是含“根”的离子化合物，只有NH4Cl符合；共价单键为σ键，双键或三键中有一个σ键，其余为π键，因此只存在σ键的分子有CH2Cl2、C2H6；同时存在σ键和π键的分子有N2、CO2、C2H4。三、2010、2011各省市高考试题组合1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。(1)SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3 (×)(2011·四川理综，7A)(2)SO2、SO3都是极性分子 (×)(2009·海南，19—3A)(3)沸点NH3>PH3>AsH3 (×)(2010·大纲全国卷Ⅰ，6B)(4)氯化氢的沸点比氟化氢沸点高 (×)(2010·四川理综，8C)(5)熔点：Si3N4>NaCl>SiI4 (√)(2010·大纲全国卷Ⅰ，6A)(6)同主族元素形成的氧化物的晶体类型相同 (×)(2010·四川理综，8D)(7)CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体 (×)(2011·四川理综，7C)(8)原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大，熔点高、硬度大的特性 (√)(2009·海南，19—3D)(9)分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键 (√)(2011·四川理综，8A)(10)含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 (×)(2011·四川理综，8C)2．填空[2011·山东理综，32(2)]H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________________________________________________________________________。的沸点比高，原因是_____________________________。答案 O—H键＞氢键＞范德华力 形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大解析 水分子内的O—H键为化学键，氢键为分子间作用力；存在分子间氢键而存在分子内氢键，而分子间氢键主要影响物质的熔、沸点(升高)。1．下列说法中正确的是 ( )A．两个原子或多个原子之间的相互作用叫做共价键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．只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键D．大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键答案 D解析 共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，A项不正确；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，B项错误；离子键的形成必须有阴、阳离子，但并不一定是含有金属阳离子，例如铵根阳离子同样可以形成铵盐。2．下列叙述中，错误的是 ( )A．只含非极性键的纯净物一定是单质B．只含极性键的纯净物一定是化合物C．只含离子键的纯净物一定存在金属元素D．纯净物中一定存在化学键答案 D解析 采用举反例法解答本题。纯净物分单质和化合物，而化合物中一定含有极性键或离子键，不可能只含非极性键，所以，只含非极性键的纯净物一定是单质，如氮气、氧气、氯气等，A选项正确；只含极性键的纯净物如水、甲烷、二氧化硫等都是化合物，B选项正确；离子化合物分两类：一类含金属，如氯化钠、氧化钙等，另一类只含非金属，如铵盐，铵盐含有离子键和共价键，所以只含离子键的纯净物一定不是铵盐，一定含有金属，C选项正确；稀有气体单质属于单原子分子，不含化学键，D选项错误。3．下列关于化学键的叙述中，正确的是 ( )A．共价化合物中可能含离子键，离子化合物中只含离子键B．离子化合物中可能含共价键，共价化合物中不含离子键C．构成单质分子的微粒一定含有共价键D．在氧化钠中，只存在氧离子和钠离子的静电吸引作用答案 B解析 离子化合物是阴、阳离子通过离子键结合而成的，因此，离子化合物中一定含有离子键。除离子键外，离子化合物中还可能含共价键，如NaOH是由Na＋和OH－结合而成的离子化合物，而OH－中含O－H共价键，在共价化合物中各原子均通过共用电子对相结合，不存在离子键，故B正确，A错误。稀有气体分子中不存在化学键，C错误。在离子化合物中除阴、阳离子电荷之间的静电吸引力外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用，D错误。4．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是 ( )A．氢键；分子间作用力；极性键B．氢键；氢键；非极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键答案 A解析 5．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外电子层结构都符合相应稀有气体的最外电子层结构，则下列有关说法不正确的是 ( )A．1 mol NH5中含有5NA个NH键(NA表示阿伏加德罗常数的数值)B．NH5中既有共价键又有离子键C．NH5的电子式为D．NH5与水反应的离子方程式为NH＋H－＋H2O===NH3·H2O＋H2↑答案 A解析 根据题意，固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外电子层结构都符合相应稀有气体的最外电子层结构。故NH5的电子式为，C正确；由NH5的电子式可知，1 mol NH5中含有4NA个NH键，A错误；NH5中既有极性共价键又有离子键，B正确；NH5与水反应的离子方程式为NH＋H－＋H2O===NH3·H2O＋H2↑，D正确。6．下列物质中，既含有极性键又含有非极性键的是 ( )A. B．CO2 C．Na2O2 D．NH4Cl答案 A解析 苯分子中的碳碳键是非极性键，碳氢键是极性键，故A正确。二氧化碳分子中只含碳氧极性键，故B错误。过氧化钠中含有离子键和非极性键，氯化铵中含有离子键和极性键，不含非极性键，故C、D皆错。7．下列变化或数据与氢键无关的是 ( )A．水的沸点比硫化氢的沸点高B．氨分子与水分子形成一水合氨C．乙醇能跟水以任意比混溶D．SbH3的沸点比PH3高答案 D解析 A、B、C都具备形成氢键的条件，且叙述都与氢键有关，唯独D项中的物质不能形成氢键。8．下列说法中不正确的是 ( )A．当两种原子的电负性相差很大时，相互之间通常形成离子键B．不含金属元素的化合物不一定是共价化合物C．HCl分子中的共价键是由氢原子的1s轨道和氯原子的3s轨道重叠形成的D．四氯化碳分子中含四个共价单键，为正四面体答案 C解析 当两种原子的电负性相差很大时，为典型的金属和非金属，易形成离子键；铵盐不含金属元素，但铵盐中含离子键，为离子化合物；HCl分子中的共价键是由氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨道重叠形成的s p σ键，选C。9．下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是 ( )A．BF3 B．H2O C．SiCl4 D．PCl5答案 C解析 首先应清楚是8电子结构而不是稳定结构，这样可排除B项，因为氢原子稳定结构中最外层应有2个电子；A项中硼原子最外层有3个电子，与3个氟原子形成三个共价键，最外层为6个电子；而D项中P最外层有5个电子，与5个氯原子形成化合物时，P不会是8电子结构。10．已知五种元素的原子序数的大小顺序为C＞A＞B＞D＞E，A、C同周期，B、C同主族。A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相同，其电子总数为30；D和E可形成4核10个电子的分子。试回答下列问题：(1)写出五种元素的元素符号：A：________、B：________、C：________、D：________、E：________。(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程： ________________________________。(3)写出下列物质的电子式：①D元素形成的单质：___________________________________________________。②E与B形成的化合物：_________________________________________________。③A、B、E形成的化合物：_______________________________________________。④D与E形成的化合物：___________________________________________________。⑤C、D、E形成的离子化合物：____________________________________________。答案 (1)Na O S N H(2)解析 因为A、B离子的电子数相同，在电子总数为30的A2B离子化合物中，每个离子的电子数为10，故可推知A是Na、B是O；因为4原子核、10个电子形成的分子中，每个原子平均不到3个电子，可知其中一定含有氢原子，分子中有4个原子核共10个电子，一定是NH3。因原子序数D＞E，故D为N、E为H；C与A(Na)同周期，与B(O)同主族，所以C为S。11．已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成化合物的分子式是XY4。试回答：(1)X元素的原子基态时电子排布式为______________________________________，Y元素原子最外层电子的电子排布图为___________________________________。(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，试判断XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。(3)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是________。(4)该化合物的沸点与SiCl4比较：________(填化学式)的高，原因是________________。答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(2)共价键(3)范德华力(4)GeCl4 组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高解析 第四周期ⅣA族元素为Ge，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，Y是氯，Y元素原子最外层电子的电子排布图为，XY4中X与Y形成的是共价键，空间构型为正四面体，中心原子为sp3杂化，为非极性分子，分子间的作用力是范德华力。12．Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次增加。已知：①Z的原子序数为29，其余均为短周期主族元素；②Y原子的价电子(外围电子)排布式为msnmpn；③R原子核外L层上的电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题：(1)Z2＋的核外电子排布式是________________________________________________。(2)Q和Y形成的最简单氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________。a．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙b．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙c．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙d．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙(3)Q、R、X三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。(4)Q的一种氢化物的相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的数目之比为________。答案 (1)1s22s22p63s23p63d9 (2)b (3)C解析 (1)原子序数为29的元素为Cu，故Cu2＋(核外有27个电子)的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。(2)由Y原子价电子排布式与s轨道容纳电子数的特点可知Y为ⅣA族元素；利用R的核外电子排布特点可知R为第二周期奇数族的元素；利用Q、X原子p轨道的电子数可知Q、X分别为C、O，则R为氮元素，Y只能是硅元素。CH4与SiH4为结构相似的分子，因非金属性：C>Si，故稳定性：CH4>SiH4；因SiH4的相对分子质量较CH4大，分子间作用力较大，故沸点：CH4(3)由于N的p能级电子处于半充满状态，故第一电离能高于O，因此第一电离能：C(4)相对分子质量为26的碳氢化合物是C2H2，分子中含有3个σ键和2个π键。13．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素。X与W可形成四面体型的共价化合物，该化合物常用作灭火剂。Y的次外层电子数等于其最外层和最内层电子数之和的2倍，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数。(1)用化学符号表示X的一种核素____________________________________________。(2)写出Y的单质与X的最高价氧化物反应的化学方程式________________________________________________________________________。(3)Z的单质在W的单质中燃烧，生成的产物中各原子的最外层均达到8电子稳定结构的分子为________。(4)用电子式表示Y与W形成化合物的过程为__________________________________。(5)XW4的电子式为________________________________________________________。(6)W的氢化物R是实验室一种常用试剂的主要成分，该试剂可用于实验室多种气体的制备，写出实验室制取气体时满足下列条件的离子方程式。①R作氧化剂：____________________________________________________________。②R作还原剂：____________________________________________________________。答案 (1)C(或C或C或12C或13C或14C)(2)2Mg＋CO22MgO＋C(3)PCl3(4)(5)(6)①2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑②MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(其他合理答案均可)14．下表是元素周期表的前三周期主族和0族元素区，表中虚线处为ⅡA、ⅢA族的连接处，请用相应的化学用语回答下列问题：(1)写由仅由e形成的两种带有相同电荷数的阴离子的符号__________、__________。(2)d元素名称为____________，其双原子分子的电子式为____________。(3)图Ⅰ是表示第三周期8种元素单质的熔点(℃)柱形图，已知柱形“1”代表Ar，则其中柱形“8”代表的是(填化学式)________晶体，1 mol该晶体中含有______mol化学键。(4)b、c、d、e、f的氢化物的沸点(℃)直角坐标图(图Ⅱ)中序列“5”的氢化物的名称是__________，空间构型为____________；序列“2”的氢化物的结构式是____________，属于________(填“极性”或“非极性”)分子。答案 (1)O2－ O(2)氮 N N(3)Si 2(4)甲烷 正四面体形 极性解析 根据元素周期表，推知a为H、b为Li、c为C、d为N、e为O、f为F、g为Na、h为Al。(1)O元素能形成O2－、O、O，其中O和O2－具有相同电荷数。(2)N2的电子式为N N。(3)第三周期中晶体Si为原子晶体，熔点最高；晶体Si中只存在Si—Si键，因此1 mol Si中含有2 mol Si—Si键。(4)b、c、d、e、f氢化物沸点最低的为CH4，序列“2”的氢化物为H2O。第2讲 元素周期律和元素周期表[考纲要求]1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。考点一 元素周期表1．世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为现在的常用形式。2．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。3．编排原则(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。4．元素周期表的结构5．元素周期表中的特殊位置(1)分区①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。②各区位置：分界线左面为金属元素区，分界线右面为非金属元素区。③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。(2)过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。(3)镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)锕系：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(5)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。6．元素周期表结构中隐含的两条规律：(1)同周期主族元素原子序数差的关系①短周期元素原子序数差＝族序数差；②两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，六周期元素原子序数差＝族序数差＋24；③四、五周期的ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，六周期为25。(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系①ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32；②ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32；③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。深度思考1．下面的虚线框中每一列、每一行相当于元素周期表的每一族和每一周期，但它的列数和行数都多于元素周期表。请在下面的虚线框中用实线画出元素周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属与非金属的分界线和第Ⅷ族的轮廓。答案2．(1)甲、乙是元素周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是________(填序号)。A．x＋2 B．x＋4C．x＋8 D．x＋18(2)若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是________(填序号)。A．n＝m＋1 B．n＝m＋18C．n＝m＋25 D．n＝m＋11答案 (1)B (2)B解析 因前六周期中元素的数目分别为2、8、8、18、18、32；同一主族中乙的原子序数可以是x＋2、x＋8、x＋18、x＋32，也可以是x－2、x－8、x－18、x－32。对于第一、二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1，而对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；而对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。3．若A、B是相邻周期同主族元素(A在B上一周期)，A、B所在周期分别有m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系为________________。答案 y＝x＋m或y＝x＋n解析 当A、B在ⅠA族和ⅡA族时，y＝x＋m，当A、B在ⅢA～ⅦA族时，y＝x＋n。题组一 元素周期表结构的考查1．下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是 ( )答案 C解析 本题常由于对于元素周期表的结构掌握不实造成错误。根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类数分别为2,8,8,18,18,32，由此分析比较得出A符合题意。2.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为 ( )A．5x＋10 B．5x C．5x＋14 D．5x＋16答案 A直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系(1)(2)(3)题组二 元素周期表中元素性质的考查3．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如表所示。下列说法中，正确的是 ( )A．W的最高价氧化物对应的水化物是强酸B．Y的原子半径在同周期主族元素中最大C．W的非金属性比Z的弱D．Z的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强答案 A解析 根据四种元素在周期表中的相对位置关系，可以推断X为He，Y为F，Z为S，W为Cl。Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是强酸，A对；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此Y的原子半径在同周期主族元素中最小，B错；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，因此非金属性W＞Z，C错；S为ⅥA族元素，ⅥA族元素中O的气态氢化物最稳定，D错。4.元素周期表短周期的一部分如表所示。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，正确的是 ( )A．D在过量的B中燃烧的主要产物为DB3B．C的氢化物的水溶液酸性比E的强C．A与B形成的阴离子可能有AB、A2BD．E单质中由于形成了氢键，所以很容易液化答案 C解析 根据五种元素在元素周期表中的相对位置，可以确定A为碳、B为氧、C为氟、D为硫、E为氯。A项，硫在氧气中燃烧生成SO2，错；B项，氢氟酸为弱酸，其酸性比盐酸的弱，错；C项，碳与氧形成的阴离子较多，AB为碳酸根离子，A2B为草酸根离子，对；D项，氯气单质分子中没有氢原子，也就不存在氢键，错。考点二 元素周期律1．定义元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2．实质元素原子核外电子排布周期性变化的结果。3．具体表现形式项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大电子层数 相同 逐渐增多原子半径 逐渐减小 逐渐增大离子半径 阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数) 相同最高正化合价＝主族序数(O、F除外)元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱离子的氧化、还原性 阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强 碱性逐渐增强酸性逐渐减弱4．元素金属性强弱的比较(1)结构比较法：最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强(2)位置比较法5．元素非金属性强弱的比较(1)结构比较法：最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强(2)位置比较法注意 (1)通常根据元素原子在化学反应中得、失电子的难易判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据得、失电子的多少。(2)通常根据最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据其他化合物酸碱性的强弱来判断。深度思考(1)下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是________。①HCl的溶解度比H2S大 ②HCl的酸性比H2S强 ③HCl的稳定性比H2S大 ④HCl的还原性比H2S弱 ⑤HClO4的酸性比H2SO4强 ⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS ⑦Cl2能与H2S反应生成S ⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧 ⑨还原性：Cl－＜S2－(2)有三种金属元素A、B、C，在相同条件下，B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化物的水化物的碱性强；若将A、C相连后投入稀硫酸中，发现C表面有明显气泡产生。则这三种金属元素的原子失电子能力由强到弱的顺序是________。答案 (1)③④⑤⑥⑦⑧⑨ (2)B＞A＞C解析 (1)元素原子得电子能力的强弱与元素氢化物的溶解性无关，所以①不符合题意；氢化物的酸性强弱和元素原子得电子能力大小没有固定的对应关系，所以②也不符合题意，其他均符合题意。(2)由金属B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化物的水化物的碱性强，可判断失电子能力B＞A；又根据A与C形成原电池，C作正极，可判断失电子能力A＞C，故三种金属元素的原子失电子能力B＞A＞C。题组一 元素性质的直接判断1．下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是 ( )族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA二 c d三 a b e fA.e的氢化物比d的氢化物稳定B．a、b、e三种元素的原子半径：e>b>aC．六种元素中，c元素单质的化学性质最活泼D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强答案 D解析 结合元素周期表考查元素周期律。容易判断出a为Na、b为Mg、c为C、d为O、e为S、f为Cl。以下各选项可据此判断。本题若不推出具体元素，结合“位—构—性”也可作答。氢化物的稳定性取决于元素的非金属性强弱，d、e是同族元素，非金属性从上到下减弱，因而氢化物稳定性也减弱，A错；同一周期元素，半径从左到右逐渐减小，a＞b＞e，B错；C是第ⅣA族元素，性质最稳定，C错；最高价氧化物对应的水化物酸性取决于元素的非金属性强弱，非金属性越强，酸性越强，元素的非金属性：c＜e＜f，因此酸性依次增强，D对。2．依据元素周期表及元素周期律，下列推测正确的是 ( )A．H3BO3的酸性比H2CO3的强B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R＞M答案 B解析 本题考查元素周期表与元素周期律知识，意在考查考生运用元素周期律判断元素及其化合物性质的能力。硼、碳同周期，硼在碳的左边，故硼酸的酸性弱于碳酸的，A项错误；镁、铍同主族，镁在下方，故Mg(OH)2的碱性强，B项正确；同主族元素从上到下，其氢化物的热稳定性依次减弱，C项错误；阴、阳离子电子层结构相同时，阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期，原子序数较小，D项错误。3．下列说法正确的是 ( )A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果答案 D解析 本题考查离子键和元素周期律的知识。阴、阳离子间存在静电吸引力和静电排斥力，两种作用力平衡时，形成离子键，A选项错误；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强，B选项错误；第三周期非金属元素的最高价含氧酸或者最高价氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强，C选项错误；D选项正确。题组二 “原子半径、元素化合价”规律应用4．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 0.66 1.36 1.23 1.10 0.99 1.54 0.70 1.18最高或最低化合价 ＋2 ＋1 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 ＋3－2 －3 －1 －3A.元素①⑧形成的化合物具有两性B．元素⑦位于第三周期Ⅴ族C．元素④⑤形成的化合物是离子化合物D．元素③的最高价氧化物对应的水化物碱性最强答案 A解析 ①只有－2价，可知①为氧。③⑥只有＋1价，由原子半径关系可知③为锂，⑥为钠。④⑦为ⅤA族元素，由原子半径关系可知④为磷，⑦为氮。⑤的最高化合价为＋7，则⑤为氯(氟无正价)。②为ⅡA族元素，由原子半径关系可知②为镁(比③锂大)，同理⑧为铝。A中①⑧形成的氧化铝具有两性，A正确；B中⑦应位于第二周期ⅤA族；C中形成的PCl3或PCl5均为共价化合物；元素⑥的最高价氧化物对应的水化物碱性最强，D不正确。5．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示：元素符号 X Y Z R T原子半径(nm) 0.160 0.080 0.102 0.143 0.074主要化合价 ＋2 ＋2 －2，＋4，＋6 ＋3 －2根据表中信息，判断以下说法正确的是 ( )A．单质与稀硫酸反应的速率快慢：R＞Y＞XB．离子半径：T2－＞X2＋C．元素最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＞R＞XD．单质与氢气化合的难易程度Z＞T答案 B解析 根据表格中的数据，由化合价数据知Z为S，T为O，R为Al，再根据原子半径数据，X和Y位于同主族，Y为Be，X为Mg。镁、铍、铝与稀硫酸反应(接触面积相同)时，镁的反应速率最快，A选项错误；O2－与Mg2＋都是10电子粒子，O2－的半径较大，B选项正确；碱性：Mg(OH)2＞Be(OH)2，Mg(OH)2＞Al(OH)3，氢氧化镁的碱性最强，C选项错误；氧的非金属性比硫的强，氧与氢化合比硫与氢化合容易，D选项错误。元素化合价规律(1)主族元素的最高正价等于主族序数，且等于主族元素原子的最外层电子数，其中氟无正价。(2)非金属元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8，绝对值之差为0、2、4、6的主族元素分别位于ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族。题组三 微粒半径大小比较及应用6．下列粒子半径大小的比较正确的是 ( )A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋C．Na＜Mg＜Al＜SD．Cs＜Rb＜K＜Na答案 B解析 A项中的离子具有相同的核外电子排布，则核电荷数越大，离子半径越小，故A项错误；B项中S2－和Cl－的电子层数比Na＋和Al3＋多，再根据核外电子排布相同的离子半径比较规律可知B项正确；C项属于同周期的元素原子，核电荷数越大，半径越小，故C项错误；D项是同主族元素原子，核电荷数越大，半径越大，故D项错误。7．X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素的原子序数的关系是 ( )A．X>Y>Z B．Y>X>ZC．Z>X>Y D．Z>Y>X答案 D解析 根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小，这是正向思维。而此题是已知原子和离子半径的大小，要判断原子序数大小的关系，这是逆向思维。已知电子层结构相同的阳离子，核电荷数大的半径小；具有相同的电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径递减。根据题意，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z元素的原子序数大于Y元素的原子序数。由此得出三种元素原子序数的关系为Z＞Y＞X。微粒半径大小比较方法特别说明 以上方法仅适用于主族元素。题组四 元素性质递变规律的实验探究元素周期律是高中化学的重要理论体系之一，高考常常借助元素性质的递变规律，以实验设计、实验评价等形式考查理论、考查实验，体现了高考的创新设计与能力考查。8．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1 mol分别投入到足量的0.1 mol·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________，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_________________________________________________。答案 (1)钾 铝(2)不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物 (3)分液漏斗 防止倒吸 (4)浓盐酸 KMnO4 Na2S S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－ (5)硫酸 Na2SiO3 有白色胶状沉淀产生解析 (4)由题中所给药品可知可用Na2S与氯气发生置换反应判断非金属性强弱，因为无加热装置，所以只能选择KMnO4与浓盐酸反应制取氯气；(5)由B中药品Na2CO3可知，用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断非金属性强弱，所以A中加入硫酸，B、C装置中加入相应的盐。9．某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：实验方案 实验现象①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后的溶液中滴加酚酞 A浮于水面，熔成一个小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变红色②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水 B产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色③钠与滴有酚酞试液的冷水反应 C反应不十分强烈，产生可燃性气体④镁带与2 mol·L－1的盐酸反应 D剧烈反应，产生可燃性气体⑤铝条与2 mol·L－1的盐酸反应 E生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 F生成淡黄色沉淀请你帮助该同学整理并完成实验报告：(1)实验目的：______________________________________________________________。(2)实验用品：仪器： _________________________________________________________________，药品： ____________________________________________________________________。(3)实验内容：(填写题给信息表中的序号)实验方案 实验现象 有关化学方程式(4)实验结论：___________________________________________________________。(5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。(6)请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中另外两种元素性质的递变规律。答案 (1)验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律(2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等 镁带、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 mol·L－1的盐酸、NaOH溶液、蒸馏水、酚酞试液、AlCl3溶液(3)实验方案 实验现象 有关化学方程式③ A 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑① B Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑④ D Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑⑤ C 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑⑥ E AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaClAl(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O② F H2S＋Cl2===2HCl＋S↓(4)金属性：Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S(5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为1、2、3、6、7，原子半径随电子数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸引力依次增强，失电子能力减弱，得电子能力增强。(6)方案一：测定0.1 mol·L－1的Na2SiO3、Na3PO4的pH，由此判断两种盐溶液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。方案二：在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液，可发生反应生成硅酸沉淀，进而得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。解析 该题综合性很强，以实验探究的形式考查元素周期律的知识，并且以实验方案设计的形式考查学生的思维想象能力和创新能力。解答该题要认真审题，结合元素化合物的性质和元素周期律的知识，系统分析，填出(3)表中内容。再结合实验要求，得出实验目的、实验所需仪器、药品，综合分析，得出实验结论。结合元素周期律的实质，分析(5)。该题中的实验对第三周期的元素进行了实验探究，但没有涉及Si和P两种元素，结合Si、P两元素在第三周期的位置和其性质、设计实验方案，证明其非金属性的递变规律，可利用其最高价含氧酸的酸性，或利用最高价含氧酸的钠盐的水解程度等方法。考点三 元素周期表、元素周期律的应用1．根据元素周期表中的位置寻找未知元素2．预测元素的性质(由递变规律推测)(1)比较不同周期、不同主族元素的性质如金属性Mg＞Al，Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3，Ca(OH)2＞Mg(OH)2(填“＞”、“＜”或“＝”)。(2)推测未知元素的某些性质如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。3．启发人们在一定区域内寻找新物质(1)半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。(2)农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。(3)催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。题组一 综合判断元素在周期表中的位置1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)原子的最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素 (×)(2)元素所在的主族序数与最外层电子数之比为1的元素都是金属元素 (×)(3)原子序数为29的元素位于元素周期表的第四周期ⅠB族 (√)(4)俄罗斯专家首次合成了一个X原子，116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族(√)(5)位于第四周期第ⅡB族 (√)(6)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数 (×)(7)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素 (×)(8)某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期 (×)2．早在2007年3月21日，我国就公布了111号元素Rg的中文名称。该元素名称及所在周期是 ( )A． 第七周期 B．镭 第七周期C．铼 第六周期 D．氡 第六周期答案 A解析 第六周期的稀有气体为86号元素氡(Rn)，显然111号元素Rg在第七周期，排除选项C、D，而镭为88号元素，故选A。推断元素在周期表位置的常用方法1．根据核外电子排布规律(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。(2)最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素氦。(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。(5)电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。2．根据稀有气体元素的原子序数第一～七周期稀有气体元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118(第七周期若排满)，可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原子序数的差值来推断元素在周期表中的位置，遵循“比大小，定周期；比差值，定族数”的原则。如53号元素，由于36＜53＜54，则53号元素位于第五周期，54－53＝1，所以53号元素位于54号元素左侧第一格，即ⅦA族，得53号元素在元素周期表中的位置是第五周期ⅦA族。题组二 综合判断元素或物质的性质3．根据第ⅡA族、第ⅦA族元素性质的递变规律，回答下列问题：(1)Be(OH)2的溶解性：________溶于水，属于________性氢氧化物。(2)砹(At)属于________色固体，HAt________稳定，水溶液呈______性，其酸性______(填“大于”或“小于”)HBr的酸性；AgAt________溶于水。答案 (1)难 两(2)有 不 酸 大于 不4．已知钍(Th)的原子可发生下列放射性变化，Th→X＋α，生成的X是与钫(Fr)同周期的一种元素的原子，下列对X的推断错误的是 ( )A．X的氢氧化物是一种强碱B．X的碳酸正盐不溶于水C．X原子核外有6个电子层D．X的最高化合价为＋2价答案 C解析 X的位置在第七周期第ⅡA族，应有7个电子层，它的最高正价为＋2价，它的金属性比Ba还强，其碳酸盐与CaCO3、BaCO3相似，不溶于水，据此分析，A、B、D选项均正确，只有C选项错误。5．元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测正确的是 ( )A．XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成共价化合物XYB．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZC．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成离子化合物YZD．XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成离子化合物YZ2答案 B题组三 “序、层”规律和“序、价”规律的应用6．X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序数为n，则X的原子序数不可能是 ( )A．n－8 B．n－3C．n－1 D．n＋5答案 A解析 由化学式X2Y3可知，X为＋3价，Y为－2价，即X可能为第ⅢA族或第ⅤA族元素。有如下几种可能(1)ⅢA ⅥA (2)ⅤA ⅥAX Y X Y5B 8O 7N 8O13Al 16S 15P 16S 据以上分析，可知答案为A。另解：由化学式X2Y3知，X、Y的原子序数，一个为奇数一个为偶数，根据“序、价”规律可判断A项正确。7．X、Y、Z是三种主族元素，如果Xn＋阳离子与Yn－阴离子具有相同的电子层结构，Zn－阴离子半径大于Yn－阴离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是 ( )A．Z>X>Y B．X>Y>ZC．Z>Y>X D．X>Z>Y答案 A解析 根据“序、层”规律可知，X元素在Y元素的下一周期，Z元素在X同周期或下几个周期，故三种元素的原子序数大小顺序为Z>X>Y。“序、层”规律1．“序层”规律(1)若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大。(2)同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。2．“序、价”规律在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。1．(2012·北京理综，9)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是 ( )A．原子半径：As＞Cl＞PB．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBrC．还原性：As3－＞S2－＞Cl－D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4答案 C解析 解答本题主要从元素周期表、元素周期律的角度分析，要了解同一主族、同一周期元素性质的递变规律。同一周期原子半径从左到右依次减小，A选项中P的原子半径大于Cl，A错；非金属性越强，其气态氢化物越稳定，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故B选项中热稳定性：HCl>HBr>AsH3，D选项中酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，B、D均错；S和Cl处于同一周期，故还原性：S2－>Cl－，而As和Se处于同一周期，还原性：As3－>Se2－，而S和Se又处于同一主族，还原性：Se2－>S2－，故C正确。2．(2012·山东理综，9)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是 ( )A．非金属元素组成的化合物中只含共价键B．ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素C．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数D．ⅦA族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强答案 B解析 非金属元素组成的化合物中可以含有离子键，如NH4Cl；B项正确；同种元素的原子质子数相同，中子数不一定相同；ⅦA族元素的阴离子还原性越强，对应元素的非金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，如：非金属性：Cl>I，还原性：I－>Cl－，酸性：HClO4>HIO4。3．(2012·福建理综，8)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如下图所示，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 > QB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q < WC．原子半径：T>Q>RD．含T的盐溶液一定显酸性答案 D解析 由各元素的相对位置可以判断R在第二周期，T、Q、W三种元素在第三周期，再根据T所处的周期序数与族序数相等可判断T为Al，则R为N、Q为Si、W为S。最简单气态氢化物的热稳定性：NH3>SiH4，故A正确；最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SiO3Si>N，故C正确；含有铝的盐溶液也可能显碱性，如NaAlO2(或写作Na[Al(OH)4])溶液，故D错误。4．(2012·新课标全国卷，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是 ( )A．上述四种元素的原子半径大小为WB．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20C．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点答案 C解析 首先根据元素的特性确定元素类别，再根据在周期表中的位置和结构推断元素，最后进行辨别。X的一种核素能用来鉴定文物的年代，确定为C元素，Y的单质可用分馏液态空气法得到，确定为O元素或N元素，Z不能形成双原子分子，且核外内层电子数为2，可确定为Ne元素，W的阴离子的核外电子数是2，确定为H元素。原子半径r(O)5．(2012·广东，11)元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是 ( )A．同周期元素中X的金属性最强B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强答案 B解析 分析题设信息可知，X、Y、Z分别为Na、Cl、O三种元素。则同周期中Na的金属性最强，HClO4的酸性最强，而氧族元素组成的氢化物中H2O的稳定性最高。离子半径Na＋＜O2－，B错误。6．(2011·广东理综，22改编)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和乙形成的气态化合物的水溶液呈碱性，乙位于第ⅤA族，甲与丙同主族，丁原子最外层电子数与电子层数相等，则 ( )A．原子半径：丙＞丁＞乙B．单质的还原性：丁＞丙＞甲C．甲、乙、丙的氧化物均为共价化合物D．乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物不能相互反应答案 A解析 甲和乙形成的气态化合物的水溶液呈碱性，故气态化合物为NH3，甲为H，乙为N，短周期中原子的最外层电子数与电子层数相等，且丁的原子序数最大，故丁只能为Al，丙与H同主族，且原子序数大于N小于Al，丙为Na，由此知A项正确；B项应为丙＞丁＞甲；C项中钠的氧化物为离子化合物；D项乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、氢氧化钠、氢氧化铝，两两能够反应。7．(2011·新课标全国卷，13)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是 ( )A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2答案 A解析 首先根据题中条件确定各元素：根据W是制备一种高效电池的重要材料，确定W为Li元素；根据X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，确定X是C元素；根据Y是地壳中含量最丰富的金属元素，确定Y是Al元素，再根据原子序数依次增大，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，确定Z是S元素。W为Li元素，其氯化物为LiCl，电子式为Li＋[C]－，显然Li原子不能满足8电子稳定结构，A错误；C元素和H元素形成的原子个数比为1∶1的有机物有多种，如苯、苯乙烯等，B正确；金属Al与氢氧化钠溶液或盐酸都反应，产生氢气，C正确；S元素和C元素形成的CS2，属于共价化合物，D正确。1．原子序数为110的元素被发现后，它的符号被国际纯粹与应用化学联合会推荐为Ds(德语Darmstadt的缩写)，以纪念该元素的发现地——德国。下列关于Ds的说法，不正确的是 ( )A．Ds原子的电子层数为7B．Ds是超铀元素C．Ds原子的质量数为110D．Ds为金属元素答案 C解析 本题思维的切入点是110号元素的位置。由原子序数推断该元素在周期表中的位置的一般方法是：首先记住稀有气体的原子序数分别为2、10、18、36、54、86、118(如果填满的话)，再把原子序数与最接近的稀有气体相比较，确定所在的周期数和纵行(即族序数)。110号元素在118号元素之前8个纵行，所以容易确定：它位于第七周期，Ⅷ族。92号元素(U)以后的元素均为超铀元素，且全为金属元素。2．下列各表为周期表的一部分(表中为原子序数)，其中正确的是 ( )答案 D3．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是 ( )A．Y与Z的原子序数之和可能为2aB．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素答案 D解析 X、Y、Z为主族元素，Y一定不在第一周期，所以D项错误；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右边，则Y的原子序数为a－17，Y与Z的原子序数之和可能为2a；若Y、X、Z分别位于第四、五、六周期的右边，Z的原子序数为a＋31。4．短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是( )A．原子半径：A＞B＞D＞CB．原子序数：d＞c＞b＞aC．离子半径：C＞D＞B＞AD．单质的还原性：A＞B＞D＞C答案 C解析 aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则四种元素在周期表中的相对位置如下： …… C DB A …… 据此可知，原子半径为B＞A＞C＞D，原子序数为a＞b＞d＞c，离子半径为C＞D＞B＞A，单质的还原性为B＞A＞C＞D，故只有C正确。5．已知M、N是元素周期表中同主族的两种元素。若M的原子序数是x，则N的原子序数可能是 ( )①x＋2；②x＋8；③x＋10；④x＋18；⑤x＋26；⑥x＋32。A．仅①②③④ B．仅②③④⑤C．仅①②④⑥ D．都有可能答案 D解析 元素周期表中同主族相邻两种元素，其原子序数之差可能是2、8、18、32。但如果两元素不相邻，则该差值有可能是10(2＋8)、16(8＋8)、26(8＋18)、34(8＋8＋18)、36(18＋18)等。6．现有A、B、C、D四种短周期非金属元素，原子最外层电子数之和为19。在化合物中，这四种元素常见化合价均不止一种，但有一种相同的化合价。其部分性质如下：元素 A B C D原子半径/nm 0.102 0.077 0.117 0.075最高正价或最低负价 －4 ＋4 下列说法错误的是 ( )A．四种元素在化合物中具有一种相同的化合价，即＋4B．高温下B可从C的氧化物中置换出C的单质C．四种元素的最高价含氧酸均为强酸D．只由非金属元素组成且含D元素的化合物中可能含有离子键答案 C解析 根据B、C的化合价及原子半径可知其分别是C、Si。二者最外层电子数之和为8，则A与D原子的最外层电子数之和为11，分析可知其最外层电子数只能是5和6。根据化合价信息可知四种元素都有＋4价，再结合原子半径可知A、D分别是S、N，故A正确。C可从SiO2中置换出Si，B正确。C、Si的最高价含氧酸都是弱酸，C错误。氮元素形成的铵盐中含有离子键，D正确。7.W、X、Y、Z是四种常见的短周期主族元素，其原子半径随原子序数的变化如图所示。已知Y、Z两种元素的单质是空气的主要成分，W原子的最外层电子数与Ne原子的最外层电子数相差1。下列说法正确的是 ( )A．Y、W的最简单氢化物的水溶液都呈酸性B．X、Y与Z中的任意两种元素均可形成两种或两种以上的化合物C．上述四种元素形成的化合物都抑制水的电离D．W的单质可从Z的最简单氢化物中置换出Z的单质答案 B解析 首先推断出W、X、Y、Z依次是Cl、H、N、O。Cl、N的最简单氢化物分别是HCl、NH3，后者的水溶液呈碱性，A选项错误。H、N、O中任意两种都可以形成两种或两种以上的化合物，如NH3和N2H4，H2O和H2O2，N2O、NO和NO2等，B选项正确。H、N、O可形成NH4NO3，NH水解促进水的电离，C选项错误。Cl2不能从H2O中置换出O2，而是发生反应生成HCl和HClO，D选项错误。8．X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；X与Z同族，Y与Z同周期，Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是 ( )A．Q与W不能形成10电子、14电子、18电子分子B．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO4C．Y、Z、Q分别与X化合，只能形成AB2型化合物D．X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性答案 D解析 由题给信息可推知X为氧，Y为硅，Z为硫，W为氢，Q为碳。碳元素与氢元素可以组成甲烷、乙炔(C2H2)、乙烷分子，它们分别为10电子、14电子、18电子分子，A选项错误；硅的最高价含氧酸的化学式有两种形式：H4SiO4、H2SiO3，B选项错误；碳、硅、硫与氧形成的化合物，除CO2、SiO2、SO2外，还有CO、SO3等，C选项错误；硫、氢、氧形成的钠盐中：亚硫酸氢钠、硫酸氢钠溶液呈酸性，而硫酸钠溶液显中性，亚硫酸钠溶液显碱性，D选项正确。9．X、Y均为元素周期表中前20号元素，其简单离子的电子层结构相同，下列说法正确的是 ( )A．X2－的还原性一定大于Y－B．由mXa＋与nYb－得m＋a＝n－bC．X、Y一定不是同周期元素D．若X的原子半径大于Y，则气态氢化物的稳定性一定是X大于Y答案 A解析 因为两种元素简单离子的电子层结构相同，所以X2－与Y－是同一周期相邻非金属元素，同周期元素，非金属性越强，其对应阴离子的还原性越弱，故A正确；B中应为m－a＝n＋b；X、Y若同为金属元素或同为非金属元素，就在同一周期，C错误。10．如下图所示，虚线框中每一列、每一行分别对应元素周期表中的一列和一行，但它的列数和行数都多于元素周期表。(1)请在下面的虚线框中用实线画出周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属元素与非金属元素的分界线。要求：左上角第一个小格是第一周期第ⅠA族元素。(2)X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X、Y既不同主族，也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，Y的最高化合价与最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。请在上表中将X、Y、Z、M、N五种元素的元素符号填写在相应的位置。(3)上题中，Y与Z相比，非金属性较强的元素是________(填元素符号)，写出一个可证明该结论的反应的离子方程式____________________________________________。答案 (1)、(2)答案见下图(3)Cl S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－(或H2S＋Cl2===S↓＋2H＋＋2Cl－)解析 (2)易判断X是O，则Z是S。根据化合价判断出Y是Cl。短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素是Si，故N是Si。M与O、Cl既不同主族，也不同周期，则M为H。(3)根据元素周期律可知Cl的非金属性强于S。可通过氯气置换出硫的反应来验证。11．下表是元素周期表主族元素的一部分，短周期元素X的最高正化合价是＋5，Y的单质可在空气中燃烧。W X Y Z请回答下列问题：(1)Z的元素符号是__________，写出Z的原子结构示意图：_______________________。(2)W的最高价氧化物不溶于水，但能溶于烧碱溶液，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)探究同主族元素性质的一些共同规律，是学习化学的重要方法之一。在下表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测，举例并写出相应的化学方程式(化学方程式中Z用元素符号表示)编号 性质推测 化学方程式示例 氧化性 H2ZO3＋4HI===Z↓＋2I2＋3H2O1 2 (4)由C、O和Y三种元素组成的化合物COY中，所有原子的最外层都满足8电子结构。写出该化合物的电子式：____________________________________________________。答案 (1)Se (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(3)1 还原性 2H2SeO3＋O2===2H2SeO4(或Br2＋H2SeO3＋H2O===H2SeO4＋2HBr等合理答案)2 酸性 H2SeO3＋2NaOH===Na2SeO3＋2H2O(或其他合理答案)(4)解析 易推出W、X、Y、Z分别是Si、P、S、Se。(1)Se比S原子核外多18个电子，根据S的原子结构示意图即可写出Se的原子结构示意图。(3)H2SeO3与H2SO3相似，具有氧化性、还原性和酸性。12．X、Y、Z、W是短周期的四种元素，有关他们的信息如表所示。元素 部分结构知识 部分性质X X的单质由双原子分子构成，分子中有14个电子 X有多种氧化物，如XO、XO2、X2O4等；通常情况下XO2与X2O4共存Y Y原子的次外层电子数等于最外层电子数的一半 Y能形成多种气态氢化物Z Z原子的最外层电子数多于4 Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于6W W原子的最外层电子数等于2n－3(n为原子核外电子层数) 化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋填写下列空白(不能用字母X、Y、Z、W作答)。(1)X的气态氢化物分子的电子式是____________________________________________，Z元素在周期表中的位置是____________。(2)X、Y、Z三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是____________。(3)常温时，W的硫酸盐溶液的pH________(填“＞”、“＜”或“＝”)7，理由是______________________(用离子方程式表示)。(4)实验室用X的氢化物的水溶液制取W的氢氧化物的方法是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。答案 (1) 第三周期ⅦA族(2)HClO4＞HNO3＞H2CO3(3)＜ Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋(4)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH解析 由题意推出X为N元素，Y为C元素，Z为Cl元素；由W原子的最外层电子数等于2n－3(n为原子核外电子层数)且化学反应中W原子易失去最外层电子形成Wn＋，得2n－3＝n，n＝3，即W为Al元素。13．如图是从元素周期表中截取的一个片段，其中X、Y、Z、W均属于短周期元素。请回答下列问题。(1)若X单质为空气中的主要成分之一，则W的原子结构示意图为________。(2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸，这三种酸的正盐的含氧酸根离子中，有两种的电子数相等，这两种离子的离子符号是________、________。(3)若Na与Y和Z的单质分别反应可以生成摩尔质量相同的两种化合物，其中Na与Y形成的化合物的电子式为________，所含化学键的类型为________。(4)Y元素在元素周期表中处于第________纵行(写出所有可能的纵行数)。答案 (1)(2)SO PO(3) 离子键、非极性共价键(或共价键)(4)15、16、17解析 (1)若X的单质为空气的主要成分之一，则X是N元素、W是Ar元素，Ar元素的原子结构示意图为。(2)若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸，则分别为HNO3、H2SO4、H3PO4，其中SO、PO的电子数相等。(3)若Na与Y和Z的单质分别反应生成摩尔质量相同的两种化合物，即为Na2O2、Na2S，其中Na2O2的电子式为，它含有离子键和非极性共价键。(4)由元素周期表截图可知，Y元素可能位于第15、16、17纵行。14．X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素中的4种。X、Y同周期，Y、Z同主族，Zn－与Wn＋的电子层结构相同。由这四种元素形成的单质、化合物有如图所示转化关系。已知：常温下A为液体，B、C、E、G为气态化合物，且A、C、G均为直线形分子；D是由元素W、Y形成的常见化合物。(1)元素W的名称________，Z的原子结构示意图__________，A的电子式__________。(2)写出D、E的化学式：D__________、E________。(3)①已知38 g A与Y完全反应生成B、C时放出a kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：__________________________________________________________________。②F与水反应的化学方程式：________________________________________________。答案 (1)钙 (2)CaO CO(3)①CS2(l)＋3O2(g)===CO2(g)＋2SO2(g) ΔH＝－2a kJ·mol－1 ②CaC2＋2H2O―→C2H2↑＋Ca(OH)2解析 本题考查物质结构、元素周期表和元素及其化合物的知识。本题题设条件隐蔽，推断复杂，可采用猜想验证的方法进行推断。根据转化关系，在点燃的情况下单质Y才能与A、E反应，可猜想单质Y为O2，则Z为S，推知W为Ca，D为CaO，与钙元素相关反应生成直线形的分子应该为C2H2，推知F为CaC2，H为Ca(OH)2，X为C，C在高温下与CaO反应生成CaC2和CO，推知E为CO，C为CO2，单质C和单质S在一定条件下形成直线形的CS2分子，CS2在O2中燃烧生成SO2和CO2。将所得结论代入题设条件验证可知完全正确。根据CO2的电子式可推写出CS2的电子式为。38 g(0.5 mol) CS2(l)与O2(g)完全反应生成CO2(g)和SO2(g)放出a kJ热量，则1 mol CS2(l)与O2(g)完全反应生成CO2(g)和SO2(g)放出2a kJ热量，再根据热化学方程式的书写原则即可写出相应的热化学方程式。大题冲关滚动练之五——元素推断题1．A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增，A＋核外无电子，B元素的一种单质是自然界中最硬的物质，C、D、E的简单离子具有相同的核外电子排布，舍勒是D元素单质的发现者之一，戴维最早制得了E元素的单质，F元素的单质历史上曾作为流通货币，A、C、D、F四种元素形成的化合物W可用于制镜工业。(1)D、E两元素通常可形成两种离子化合物，其中一种化合物X可用做供氧剂。请写出X的电子式____________。X与A2D反应会产生大量气体，该气体能使带火星的木条复燃。请写出X与A2D反应的化学方程式______________________________。(2)A、B、D、E四种元素形成的某化合物，摩尔质量为68 g·mol－1，请用离子方程式解释其水溶液呈碱性的原因________________________________________________________________________。(3)B、C的氧化物是汽车尾气中的主要有害物质，通过钯碳催化剂，两者能反应生成无毒物质，请写出该反应的化学方程式____________________________________。(4)W的水溶液久置会析出一种沉淀物Z，Z由C、F两元素形成且两元素原子个数比为1∶3，Z极易爆炸分解生成两种单质。请写出Z分解的化学方程式____________。请从化学反应原理的角度解释Z能发生分解反应的原因________________________________________________________________________。答案 (1) 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(2)HCOO－＋H2O??HCOOH＋OH－(3)2NO＋2CO===N2＋2CO2或者2NO2＋4CO===N2＋4CO2(4)2Ag3N===6Ag＋N2↑ 该分解反应熵增、放热解析 A为氢元素，B为碳元素，C为氮元素，D为氧元素，E为钠元素，F为银元素。(1)D、E可组成Na2O、Na2O2两种化合物，A2D为H2O，Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2。(2)A、B、D、E组成摩尔质量为68 g·mol－1的化合物是HCOONa，HCOO－水解呈碱性，即HCOO－＋H2O??HCOOH＋OH－。(3)CO和NO(或NO2)在催化剂的作用下生成N2和CO2。(4)H、N、O、Ag四种元素组成Ag(NH3)2OH溶液，银氨溶液长时间放置会生成Ag3N，分解生成Ag和N2引起爆炸，该反应为熵增、放热反应。2．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为________________________________________________________________。(2)W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为__________________________________________。(3)X的硝酸盐水溶液显________性，用离子方程式解释原因___________________。(4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性：________>________(用分子式表示)。(6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是________>________>________>________。(7)Z的最高价氧化物为无色液体，0.25 mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出Q kJ的热量。写出该反应的热化学方程式：_________________________。答案 (1)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(2)(3)酸 Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋(4)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl(5)HCl H2S(6)S2－ Cl－ Na＋ Al3＋(7)Cl2O7(l)＋H2O(l)===2HClO4(aq)ΔH＝－4Q kJ·mol－1解析 (1)根据题意，W为Na，X为Al，其最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O或Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。(2)W2Y，Y的化合价为－2价且原子序数大于11，所以Y为S，Na2S的电子式为。(3)Al(NO3)3的水溶液呈酸性，原因是Al3＋水解呈酸性。(4)由于Y是硫元素，所以Z为氯元素，把SO2通入到氯水中，其反应为SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。(5)由于氯的非金属性大于硫，所以氢化物的稳定性HCl>H2S。(6)Na＋、Al3＋、S2－、Cl－的半径大小顺序为S2－>Cl－>Na＋>Al3＋。(7)Cl的最高价氧化物为Cl2O7，它与水反应生成HClO4，1 mol Cl2O7与水反应放出4Q kJ热量。3．X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和等于16，X2、Y2、Z2在常温下都是无色气体，它们均为工业合成某化工产品的重要原料，其流程如下：已知：①一定条件下，X2与Y2能反应生成A，X2与Z2能反应生成B；②B和C分子均为常见的10电子微粒。请回答下列问题：(1)X元素在周期表中的位置是_______________________________________。(2)X2与Z2可制成新型化学电源(KOH溶液作电解质溶液)，两个电极均由多孔石墨制成，通入的气体在电极表面放电，负极电极反应式为________________________。(3)化合物B吸收C后形成的溶液pH______7(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是(用离子方程式表示)____________________________________________。(4)写出由C生成A和B的化学方程式___________________________________。答案 (1)第二周期第ⅥA族(2)H2＋2OH－－2e－===2H2O(3)大于 NH3·H2O??NH＋OH－(或NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－)(4)4NH3＋5O24NO＋6H2O解析 由题意，可知X是O，Y是N，Z是H，A是NO，B是H2O，C是NH3。在H2与O2形成的燃料电池中，当电解质溶液为KOH时，H2在负极被氧化生成水，注意在碱性环境下，电极反应中不能出现H＋，只能出现OH－。NH3与水反应生成的氨水呈弱碱性；NH3可发生催化氧化反应生成NO和水。4．下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价：元素代号 原子半径/nm 主要化合价W 0.037 ＋1R 0.186 ＋1X 0.074 －2Y 0.075 －3，＋5Z 0.077 ＋2，＋4Q 0.110 －3，＋5M 0.160 ＋2试回答下列问题：(1)七种元素中原子半径最大的元素在周期表中位置是__________。M在Z的最高价氧化物中燃烧的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)X可与R按1∶1的原子个数比形成化合物甲，甲中存在的化学键有__________；X可与W组成含18电子的化合物乙，则乙的电子式为____________。(3)M的最高价氧化物的水化物难溶于水，已知298 K时，该物质的Ksp＝5.6×10－12，若此时测得溶液pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的M离子物质的量浓度为__________________________。答案 (1)第三周期ⅠA族 2Mg＋CO22MgO＋C(2)离子键、共价键 (3)5.6×10－10 mol·L－1解析 根据化合价及半径大小关系，可推断W为H，R为Na，X为O，Y为N，Z为C，Q为P，M为Mg。(1)原子半径最大的元素为Na，在元素周期表中的位置为第三周期第ⅠA族。Mg在CO2中燃烧生成MgO和C。(2)在Na2O2中有离子键、共价键，氧与氢组成的含有18电子的化合物乙为H2O2，其电子式为。(3)c(OH－)＝10－1 mol·L－1，所以c(Mg2＋)＝＝＝5.6×10－10 mol·L－1。5．X、Y、Z、M、G五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X元素的气态氢化物水溶液呈碱性；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子；元素Z和G可形成1∶1的离子化合物。请回答下列问题：(1)Y在元素周期表中的位置为______________，Z离子的结构示意图为__________。(2)X元素的气态氢化物的电子式为____________，M的最高价氧化物对应水化物的化学式为____________。(3)Z、M、G三种元素的原子半径从大到小的顺序为__________________(用元素符号表示)。(4)元素Y和Z按原子个数1∶1形成的化合物中存在____________化学键。(5)能说明元素G的非金属性比元素M的非金属性强的是__________(填编号)。①最高价氧化物对应水化物的酸性：G比M强②气态氢化物的还原性：M比G强③气态氢化物溶于水后的酸性：G比M强④G的最高正价比M的最高正价高(6)M和X可形成一种化合物，其相对分子质量在170～190之间，且M的质量分数约为70%。该化合物的化学式为____________。答案 (1)第二周期ⅥA族 (2) H2SO4 (3)Na>S>Cl (4)离子键、共价键 (5)①② (6)S4N4解析 根据题意X为N，Y为O，M为S，MY2为SO2，MY3为SO3，Z为Na，G为Cl。(5)根据气态氢化物的稳定性或最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断非金属性强弱，①②符合。(6)＝＝≈，由于该化合物的相对分子质量在170～190之间，所以其化学式为S4N4。6．五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A、B、C三种元素原子核外电子层数之和是5。A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数；B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍，A和C可以形成化合物CA3；B与D的原子序数之比为3∶4；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。请回答：(1)由A、B两种元素组成的分子有多种，其中一种分子含10个电子，写出其电子式______________。(2)化合物甲由A、B、C、D四种元素组成，既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应，且甲为无机盐，其化学式为____________。(3)由A、C、E三种元素组成的化合物C2A6E2是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出该化合物第一步水解的离子反应方程式_____________________________________________________。(4)胶态磁流体在医学上有重要的用途，而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子，其制备过程可简单表示如下：①将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中，生成两种碱，写出该反应过程中的总离子方程式________________________________________________________________________。②上述反应生成的两种碱继续作用得到Fe3O4，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。答案 (1)(2)NH4HCO3或(NH4)2CO3(3)N2H＋H2O??[N2H5·H2O]＋＋H＋(4)①Fe2＋＋2Fe3＋＋8NH3＋8H2O===Fe(OH)2↓＋2Fe(OH)3↓＋8NH②Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O解析 由题意可推出A为H，B为C，C为N，D为O，E为Cl。(1)CH4为10电子物质。(2)既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应的无机盐为NH4HCO3或(NH4)2CO3。(3)NH水解的原理是NH＋H2O===NH3·H2O＋H＋，可以类比写出N2H的水解方程式。(4)NH3的水溶液显碱性，可以将Fe2＋、Fe3＋转化成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀。由题意知，两种沉淀可生成Fe3O4，由元素守恒可得产物还有H2O。7．甲、乙、丙、丁是4种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中甲和丙、乙和丁分别是同主族元素，又知乙、丁两元素的原子核中质子数之和是甲、丙两元素的原子核中质子数之和的2倍，甲元素的一种核素核内无中子。(1)丙、丁组成的常见化合物，其水溶液呈碱性，原因是______________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)；写出两种均含甲、乙、丙、丁四种元素的化合物相互间发生反应，且生成气体的离子方程式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)丁的单质能跟丙的最高价氧化物的水化物的浓溶液发生氧化还原反应，生成的两种正盐的水溶液均呈碱性，写出该氧化还原反应的离子方程式________________________________________。(3)甲、乙、丁可形成A、B两种微粒，它们均为－1价双原子阴离子，且A有18个电子，B有10个电子，则A与B反应的离子方程式为_________________________。(4)4.0 g丁单质在足量的乙单质中完全燃烧放出37.0 kJ热量，写出其热化学方程式_____________________________________________________________________。答案 (1)S2－＋H2O??HS－＋OH－ HSO＋H＋===SO2↑＋H2O(2)3S＋6OH－===2S2－＋SO＋3H2O(3)HS－＋OH－===S2－＋H2O(4)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.0 kJ·mol－1解析 解答本题时要正确推出甲、乙、丙、丁所对应的元素，应找准突破口。本题的突破口为甲元素的一种核素核内无中子，可知甲为H，根据题意，由甲、乙、丙、丁在元素周期表中的相对位置，可推知乙元素为O，丙元素为Na，丁元素为S。(1)丙、丁组成的常见化合物为Na2S，Na2S发生水解，其水溶液呈碱性，两种均含甲、乙、丙、丁四种元素的化合物为NaHSO4和NaHSO3，两者反应的化学方程式为NaHSO3＋NaHSO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。(2)丁的单质S能跟丙的最高价氧化物的水化物的浓溶液NaOH反应，化学方程式为3S＋6NaOH===2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。(3)甲、乙、丁可形成A、B两种微粒，分别是HS－和OH－。(4)4.0 g S为1/8 mol,1 mol S完全燃烧放出热量为37.0 kJ×8＝296.0 kJ，所以其热化学方程式为S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.0 kJ·mol－1。专题讲座六 元素推断题的知识贮备和解题方法元素推断题主要考查元素周期表中“位、构、性”的关系及学生利用物质结构和性质进行综合推断的能力。该类题目综合性强，难度较大，所占分值较高。学生需要掌握短周期所有元素的结构特点，它们在元素周期表中的位置和性质以及它们形成的化合物的性质，在此基础上综合分析，得到答案。一、元素在周期表中的位置推断[知识贮备]1．根据核外电子的排布规律(1)最外层电子规律最外层电子数(N) 3≤N<8 N＝1或2 N>次外层电子数元素在周期表中的位置 主族 第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦 第二周期(2)“阴三阳四”规律某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则位于第四周期。(3)“阴上阳下”规律电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。[解题方法]由原子核外的电子排布规律正确推断元素在周期表中的位置是解题的关键。【例1】 已知X、Y、Z为三种主族元素，可分别形成Xn＋、Ym＋、Zn－三种离子，已知m>n且X、Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。下列说法中不正确的是( )A．三种离子中，Ym＋的离子半径最小B．Z的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4C．X、Y、Z一定在同一周期，且原子半径Z>X>YD．三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应解析 根据题中X、Y、Z之间的相互关系，可以推断出X、Y、Z分别为Na、Al、Cl元素。Na＋、Al3＋、Cl－三种离子中Al3＋的离子半径最小，A项正确；Cl的最高价氧化物对应水化物的分子式为HClO4，B项正确；Na、Al、Cl元素同处于第三周期，其原子半径为Na>Al>Cl，即X>Y>Z，C项错误；氢氧化铝为两性氢氧化物，D项正确。答案 C【例2】 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＜CD．B的氧化物的熔点比A的氧化物的熔点高解析 A与C在周期表中位置上下相邻，A、C同主族，且A在第二周期，B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数，B为镁，据A、B、C三原子的最外层电子数之和为10，则A为碳，C为硅，A与C可形成共价化合物SiC，CH4的稳定性大于SiH4的，MgO为离子晶体，A的氧化物为分子晶体，MgO的熔点高。原子半径B＞C＞A。答案 C[知识贮备]2．根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系(1)几个重要关系式①核外电子层数＝周期数(对于大部分元素来说)；②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|③|最高正价|－|最低负价|＝(2)熟悉主族元素在周期表中的特殊位置①族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。③族序数等于周期数3倍的元素：O。④周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。⑤周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。⑧除H外，原子半径最小的元素：F。⑨最高正价不等于族序数的短周期元素：O(F无正价)。【例3】 现有A、B、C、D四种短周期元素，它们之间的关系如下。原子半径：AA．由A、B两种元素组成的一种常见气体显碱性B．D元素组成的单质能与强碱溶液反应，并有H2生成C．C元素不可能在第一周期，也不可能在第ⅣA族D．A、B、C、D四种元素组成的离子化合物中一定含有金属阳离子解析 根据题意知：A为氢，B为氮，C为氟，D为铝，则D选项错误。答案 D【例4】 如图表示元素周期表前四周期的一部分，关于元素X、Y、Z、W的叙述正确的是 ( )①X、Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性为Y②Y、Z的气态氢化物的稳定性Y③W的单质常温下呈液态，可与铁粉反应④W的原子序数比Z的大9A．只有③ B．①②C．①②③ D．①②③④解析 由元素周期表的结构可知，X为N，Y为P，Z为S，W为Br。X、Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性为HNO3>H3PO4，①正确；同一周期，从左往右，元素的非金属性增强，气态氢化物的稳定性增强，②正确；W为Br，常温下其单质为液态，可与铁粉反应生成溴化铁，③正确；W的原子序数比Z的大19，④错误。答案 C二、由元素及其化合物的性质推断[知识贮备](1)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：C。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。(3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。(4)等物质的量的单质最轻的元素：H；最轻的金属单质：Li。(5)单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素：N；能起氧化还原反应的元素：S。(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。[解题方法]准确把握元素及其化合物性质，使元素推断变的轻松、快捷。【例5】 X、Y、Z为同一短周期中的元素，其原子半径依次减小，它们的最高价氧化物对应水化物之间，任意两种混合均可反应，M为Y、Z形成的化合物，其溶液显酸性。下列说法正确的是 ( )A．其简单离子的半径依次增大B．将M溶液加热蒸干并灼烧，最后可得Y的氧化物C．X燃烧的产物中只含离子键D．将少量X单质投入到M溶液中，会置换出Y单质解析 根据题意不难判断X、Y分别为Na、Al元素，根据“M为Y、Z形成的化合物，其溶液显酸性”的信息可知Z为Cl元素。因为Al2S3在水溶液中是不存在的，则答案可知。答案 B【例6】 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________________。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，据A、D、E三种元素形成的盐中，A、D、E三种元素的原子个数比为2∶2∶1知E为＋2价金属Ca。答案 (1)D (2)第三周期第ⅢA族 (3)次氯酸钙 ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O三、综合利用“位”、“构”、“性”关系推断[知识贮备]1．“位、构、性”三者之间的关系2．推断元素的常用思路根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：【例7】 短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如下图所示，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。下列有关判断正确的是 ( )甲 乙 丙丁 戊A.最外层电子数：甲>乙>丙>丁>戊B．简单离子的离子半径：丙<乙<丁<戊C．含有丁元素的酸有多种D．乙的氢化物多种多样，丙、丁、戊的氢化物各有一种解析 第一周期只有两种元素，而短周期为前三周期，故甲、乙、丙所在周期为第二周期，戊元素原子半径最小，故为第三周期第ⅦA族，即Cl元素，由此推知甲、乙、丙、丁分别为B、C、N、S。甲、乙、丙、丁、戊五种元素原子最外层电子数分别为3、4、5、6、7，故A错；核外电子数相同的简单离子，其离子半径随核电荷数的增加而减小，B错；丁元素为S，含有S的酸有硫酸、亚硫酸、氢硫酸、硫氰酸等，故选项C正确；氮的氢化物有NH3、N2H4，故D错。答案 C【例8】 下表是元素周期表中的一部分，表中所列字母分别代表一种化学元素，请回答下列问题：(1)写出j在周期表中的位置__________。(2)o、i、p三种元素之间能以原子个数之比1∶1两两形成互化物，这些互化物的性质类似于这些元素单质的性质。请写出i、p的互化物与f、l形成的化合物等物质的量反应时的化学方程式：__________________________________________________。(3)假设NH是“元素NH4”的阳离子，则“元素NH4”在周期表中的位置应该是______________；NH4的碳酸盐应________(填“易”或“不易”)溶于水。解析 (1)由元素周期表的结构知，j处于第四周期，周期表的第4个横行的结构包括，第ⅠA～ⅡA族、第ⅢB～ⅦB族、第Ⅷ族、第ⅠB～ⅡB族、第ⅢA～ⅦA族部分元素，j是第Ⅷ族。(2)由题意知i、p的互化物为BrCl，f、l形成的化合物为NaI，BrCl中Cl得电子能力强，Cl为－1价，Br为＋1价，类似于卤素单质的性质，NaI与BrCl等物质的量反应生成I2。(3)NH4的核电荷数为11，周期表中应在第三周期第ⅠA族，类似于钠，NH4的碳酸盐易溶于水。答案 (1)第四周期第Ⅷ族 (2)2BrCl＋2NaI===Br2＋I2＋2NaCl (3)第三周期第ⅠA族 易四、元素推断的特殊技巧举例[知识贮备]1．“公式”＋“验证”巧推短周期相邻元素(1)若已知三元素的核外电子数(原子序数)之和经验公式：≈其中某元素的原子序数注意：若整除则无解。(2)若已知相邻三元素的最外层电子数之和①能被3整除，则三种元素的位置关系只能为同周期相邻或同主族相邻；②同时不能被3和2整除，则必有两元素在同一偶数族，另一元素为相邻奇数族；③虽然不能被3整除，但是能被2整除，则必有两元素在同一奇数族，另一元素为相邻偶数族。【例9】 有三种相邻元素A、B、C，已知A、B处于同一周期，且B、C处于同一主族相邻位置。又知这三种元素原子的质子数之和是31，最外层电子数之和为17，试推断A、B、C各为何种元素。解析 ＝7…2，＝13(整除)，故一种元素为7N。又由于17既不能被3整除，也不能被2整除，则另外两元素都在偶数族，只能是8O和16S，经验正符合题意。答案 A为N元素，B为O元素，C为S元素。[知识贮备]2．位置图示法所谓图示法就是采用图形或图表对题目条件进行形象化的展示，直观地揭示题目条件间的内在联系和变化规律，把握解题的关键。【例9】可用图示法推断。解析 分析题意，我们可将A、B、C这三种元素在元素周期表中的位置，列出如下四种情形：再根据三元素的原子序数的关系，列出代数式，求解，简单直观。设B的质子数为x。根据三种元素原子的质子数之和为31，综合分析上述四种情况，可列出以下四个代数方程式：①(x－1)＋x＋(x＋8)＝31，解之得x＝8；②x＋(x＋1)＋(x＋8)＝31，解之得x＝(不合理)；③(x－1)＋x＋(x－8)＝31，解之得x＝(不合理)；④(x＋1)＋x＋(x－8)＝31，解之得x＝(不合理)。则A：质子数8－1＝7，是氮元素；B：质子数为8，是氧元素；C：质子数为8＋8＝16，是硫元素。N、O、S三种元素原子的最外层电子数之和为5＋6＋6＝17，符合题意。[知识贮备]3．“直觉”＋“验证”技巧直觉，就是一种对问题直接的、有意识的、不经严密逻辑推理的思维，它可以跨越复杂的推理过程，直接得出结论。丰富的知识积累是产生直觉的重要前提，但由于直觉产生的结论只是一种可能的猜测，因此只有对结论进行严格的逻辑论证和检验，才能得出正确的答案。【例10】 A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大。A、D同族，B、C同周期。A、B组成的化合物甲为气态，其中A、B的原子数之比为4∶1，由A、C组成的两种化合物乙、丙都是液态，乙中A、C原子数之比为1∶1，丙中A、C原子数之比为2∶1，由D、C组成的两种化合物丁和戊都是固体，丁中D、C原子数之比为1∶1，戊中D、C原子数之比为2∶1，写出下列物质的化学式：甲________，乙________，丙________，丁________，戊________。解析 根据原子个数比为4∶1的气态化合物，直觉将甲猜为CH4，再根据乙、丙分别是由A、C元素形成的原子数之比为1∶1、2∶1的液态化合物，直觉将乙猜为H2O2，丙猜为H2O；根据A、D同主族，顺推A、B、C、D四种元素分别为氢、碳、氧、钠，最后根据B、C同周期，D、C形成原子个数比为1∶1、2∶1的固体化合物，分别为Na2O2、Na2O符合实际，则猜想正确。答案 CH4 H2O2 H2O Na2O2 Na2O排查落实练九 物质结构与元素周期律一、正误判断·回扣基础(一)原子结构部分1．原子都是由质子、中子和电子组成 (×)2．同位素的不同核素所构成的单质及其化合物物理性质不同，而化学性质几乎完全相同 (√)3．在天然存在的各种元素中，无论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子百分比一般是不变的 (√)4．H2和D2互为同素异形体 (×)5．H2、D2和T2互为同位素 (×)6．14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等 (√)7．13C与C60互为同素异形体 (×)8．质子数和电子数相等的粒子一定是原子 (×)9．通过化学变化可以实现16O与18O的相互转化 (×)10．标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2含有相同数目的氧原子 (√)11．D2 16O中，质量数之和为质子数之和的二倍 (√)12．同温、同压、同体积的12C18O和14N2，质子数相等，质量不等 (√)13．若两种微粒的质子数和核外电子数均相同，则它们可能是两种不同元素的原子和离子 (×)14．凡是单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 (×)15．两种原子，若核外电子排布相同，则一定属于同种元素 (√)16．不存在两种质子数和电子数完全相同的阳离子和阴离子 (√)17．在化学变化中，质子不会发生变化 (√)(二)元素周期律和元素周期表部分1．最外层为1个或2个电子的原子对应元素肯定在ⅠA族或ⅡA族 (×)2．元素的最高化合价等于最外层电子数 (×)3．最外层有5个电子的原子对应的元素肯定是非金属元素 (×)4．主族序数＝最外层电子数 (√)5．元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氧化性越强 (×)6．最外层电子数大于或等于3的元素一定是主族元素 (×)7．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素 (×)8．HF，HCl，HBr，HI的热稳定性和还原性依次增强 (×)9．第三周期元素的最高化合价等于它所在的主族序数 (√)10．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性 (×)11．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构 (×)12．同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高 (×)13．同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子 (×)14．稀有气体元素原子序数越大，其单质的沸点一定越高 (√)15．ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的强 (×)16．按照元素周期表的排布规律，非金属元素最多有23种 (√)17．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素全部都是金属元素 (√)18．原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数 (×)19．所有主族元素的原子，都能形成单原子离子 (×)20．同一短周期元素的离子半径从左到右一定增大 (×)21．同一主族的两种元素原子序数之差可能为16 (√)22．金属元素的最外层电子数不一定小于4 (√)23．元素性质呈周期性变化的原因是核外电子排布呈周期性变化 (√)24．所含元素超过18种的周期是第六周期和第七周期 (√)(三)分子结构部分1．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力 (×)2．离子化合物的熔点一定比共价化合物的高 (×)3．同一主族不同元素的最高价氧化物，晶体结构一定相同 (×)4．离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中可能含有离子键 (×)5．由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 (×)6．由金属元素和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物 (×)7．以共价键形成的单质中只存在非极性键，以共价键形成的化合物中只存在极性键(×)8．含有离子键的化合物一定是离子化合物，含有共价键的化合物必定是共价化合物(×)9．含有极性键的分子一定是极性分子，含有非极性键的分子一定是非极性分子(×)10．极性分子一定含有极性键 (×)11．非极性分子一定含有非极性键 (×)12．结构和组成相似的分子，相对分子质量越大，熔、沸点一定越高 (×)13．共价化合物中一定没有离子键 (√)14．所有分子都含共价键 (×)15．单质中一定含有非极性键 (×)16．两种原子形成的共价键一定是极性共价键 (×)17．稀有气体形成的晶体无化学键，只有分子间的作用力 (√)18．非极性键只存在于双原子单质分子中 (×)19．非金属性越强，对应氢化物的酸性越强 (×)二、化学用语的正确表达·规范书写1．粒子结构示意图粒子的核电荷数“＋Z”加圈“○”，然后分层写出电子数。如：Na________ Na＋________ S________ S2－________答案 2．电子式(1)原子：一般先单后双。如：Na __________ Mg __________ Al __________Si __________ P ____________ S __________Cl __________ Ar __________答案 Na Mg (2)简单阳离子：写出元素符号，然后在其右上角标出电荷“n＋”，如：Na＋、Mg2＋、Al3＋。(3)简单阴离子：写出元素符号，然后在其上、下、左、右标出最外层(包括得到的)电子数，并加“[]”围起来，然后在其右上角标出电荷。如：S2－：____________ Cl－：____________答案 (4)根离子：按原子间连接顺序将各原子的元素符号写出，然后将它们的最外层电子(包括得到和失去的一并分析)的共用和单独占有(孤电子对)情况在各元素符号周围标出，并加“[]”围起来，最后在其右上角标出电荷。如：OH－ ______________ O2－ ____________NH ______________ H3O＋ __________答案 (5)共价分子按原子间连接顺序将各原子的元素符号写出，然后将它们的最外层电子(包括得到和失去的一并分析)的共用和单独占有(孤电子对)情况在各元素符号周围标出。如：N2 ____________________ Cl2 ________________H2O __________________ NH3 ________________CO2 __________________ H2O2 ______________HClO ________________ CH4 ________________CCl4 ________________ HCHO ______________HCOOH ________________ C2H4 ________________答案 N N ?? ?(6)离子化合物：将化学式中离子的电子式按连接顺序写在一起即可。如：MgCl2 ____________________NaOH ____________________NH4Cl ____________________Na2O2 ____________________答案 3．用电子式表示物质的形成过程(1)共价分子——左写原子的电子式(相同原子可合并)，右写分子的电子式，中间用“―→”连接即可。如：N2____________________________________________________________________NH3___________________________________________________________________CO2___________________________________________________________________答案 (2)离子化合物——左写原子的电子式(相同原子不可合并，因为要标出电子转移情况)，用弯箭号标出电子转移情况，右写离子化合物的电子式，中间用“―→”连接即可。如：MgCl2_____________________________________________________________Na2S______________________________________________________________答案 4．结构式按原子团(分子或自由基)中各原子间的连接顺序书写各原子的元素符号，并将共用电子对用“—”表示(多对多杠)，自由基中的单电子，每一个也画一杠。如：甲烷 ________________ 甲基 ________________乙烯 ________________ NH3 ________________答案 5．结构简式一般将结构式中连在同一个C原子上的多个氢原子合并写在其右(或左)边，横着相连的代表单键的“—”可以省略，横着以单键相连的多个相同的原子团可以合并，官能团按规定简写，即为该有机物的结构简式。如：甲烷 __________ 甲基 __________乙烷 __________ 乙烯 __________乙基 __________ 乙醇 __________答案 CH4 —CH3 CH3CH3 CH2===CH2 —C2H5 CH3CH2OH三、熟记规律·灵活应用(一)性质递变规律1．同主族(1)碱金属元素(按Li、Na、K的顺序)性质的递变规律：①金属性逐渐增强，表现在：单质与O2反应的产物越来越复杂(4Li＋O22Li2O、2Na＋O2Na2O2)，反应程度越来越剧烈；单质与水(或酸)反应的剧烈程度逐渐增强；最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。②单质的密度逐渐增大(K特殊)，熔、沸点逐渐降低。(2)卤族元素(按F、Cl、Br、I的顺序)性质的递变规律：①非金属性逐渐减弱，表现在：单质与氢气化合由易到难的顺序：F2>Cl2>Br2>I2；气态氢化物的稳定性：HF>HCl>HBr>HI；最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4>HBrO4>HIO4；卤素单质的氧化性：F2>Cl2>Br2>I2；简单阴离子的还原性：Cl－②单质的颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔、沸点逐渐升高。2．同周期同周期元素(按Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)性质的递变规律：①原子半径：Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。②金属性逐渐减弱，表现在：单质置换水或酸中的氢，由易到难的顺序为Na>Mg>Al；最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH(强碱)>Mg(OH)2(中强碱)>Al(OH)3(两性氢氧化物)。③非金属性逐渐增强，表现在：单质与氢气化合由难到易的顺序为Si(二)半径比较规律1．同周期元素(电子层数相同)的原子半径随核电荷数的增大，自左至右逐渐减小。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)。2．稀有气体元素的原子半径比与它相邻的卤素原子的原子半径大。如r(Ar)>r(Cl)。3．同主族元素的原子半径随电子层数的增多而增大。如r(F)4．核外电子排布相同的粒子的半径，随核电荷数的增多而减小。如离子的半径大小是r(Ca2＋)5．对同一元素来讲，价态越高半径越小。如r(Fe3＋)6．不同周期、不同主族元素原子半径大小的比较。先找参照元素，使其建立起同周期、同主族的关系，然后进行比较。比较S与F的原子半径大小，先找O做参照，因为O与F同周期，r(F)(三)化学键与物质类别关系规律1．只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如N2、I2、P4、金刚石、晶体硅。2．只含有极性共价键的物质：一般是不同种非金属元素构成的化合物，如HCl、NH3、CS2等。3．既含有非极性键又含有极性键的物质：如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6等。4．只含有离子键的物质：活泼金属元素和活泼非金属元素形成的化合物，如Na2S、NaH等。5．既含有离子键又含有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。6. 由强极性键构成但又不是强电解质的物质是HF。7．只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体SiO2、SiC等。8．无化学键的物质：稀有气体，如Ar等。(四)应用规律，规范表述1．元素金属性和非金属性的强弱取决于什么？答案 元素金属性的强弱取决于一个原子失去电子的难易程度，失去电子越容易金属性就越强；元素非金属性的强弱取决于一个原子得到电子的难易程度，得到电子越容易非金属性就越强。2．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，能推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律吗？答案 不能。根据同主族元素性质的递变规律知，HF、HCl、HBr、HI酸性递增，但F、Cl、Br、I的非金属性递减。3．根据同主族元素性质的递变性和相似性推断，砹(At)单质及其化合物可能具有哪些性质？答案 砹单质为有色固体，其氧化性较弱，较难与H2化合；HAt不稳定，其还原性较强；HAtO4为弱酸等。4．X、Y、Z三种非金属元素具有相同的电子层数，它们的气态氢化物的稳定性的强弱顺序为XH3答案 非金属性：XY2－>Z－。第1讲 原子结构与核外电子排布规律[考纲要求]1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成；了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关的计算。4.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布；了解原子核外电子的运动状态。考点一 原子构成1．构成原子的微粒及作用2．微粒之间的关系(1)质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。3．一个信息丰富的符号，如过氧根离子：深度思考1．有5种单核粒子，它们分别是□、□、□＋、□2＋、□(“□”内元素符号未写出)，则它们所属元素的种类有______种。答案 3解析 质子数决定元素种类，质子数有19、18、20共3种，所以B正确。2．(1)Ti的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________。(2)27Al3＋的质子数为________、中子数为________、电子数为_______、质量数为_______。(3)35Cl－的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为______。答案 (1)22 26 22 48 (2)13 14 10 27 (3)17 18 18 35题组一 粒子中微粒关系的判断1．下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是 ( )A．D3O＋ B．Li＋ C．OD－ D．OH－答案 D2．现有bXn－和aYm＋两种离子，它们的电子层结构相同，则a与下列式子有相等关系的是( )A．b－m－n B．b＋m＋nC．b－m＋n D．b＋m－n答案 B规避3个易失分点(1)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中；(2)有质子的微粒不一定有中子，如1H，有质子的微粒不一定有电子，如H＋；(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。题组二 物质中某种微粒量的计算3．已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则ω g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是 ( )A.mol B.molC．ω() mol D．ω() mol答案 D解析 R原子的质子数为(m－n)，其核外电子数也为(m－n)，所以R2－的核外电子数为(m－n＋2)，而ω g R原子的物质的量为mol，所以形成的R2－含有的电子为(m－n＋2)mol，故选D。4．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是 ( )A.(A－N＋m)molB.(A－N)molC.(A－N)molD.(A－N＋m)mol答案 A解析 X原子的质子数为(A－N)，一个HmX中所含的质子数为(A－N＋m)，HmX的摩尔质量为(A＋m)g·mol－1，所以a g HmX中所含质子的物质的量为(A－N＋m)mol。求一定质量的某物质中微粒数的答题模板物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数考点二 元素 核素 同位素1．元素、核素、同位素的概念及相互关系2．同位素的性质同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。3．几种重要的核素核素 U C H H O用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子4.相对原子质量(1)定义：以12C原子质量的1/12(约1.66×10－27 kg)作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制(SI)单位为1，符号为1(单位1一般不写)。(2)诸量比较①原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。如：一个Cl2分子的m(Cl2)＝2.657×10－26 kg。②核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，如35Cl为34.969,37Cl为36.966。③核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该核素的质量数相等。如：35Cl为35，37Cl为37。④元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。⑤元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其丰度的乘积之和。注意 ①核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。②通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。深度思考1．如下是四位同学学习原子结构知识后，对这节内容的认识，你认为不正确的是 ( )答案 C2．(1)1H、2H、3H三种微粒都属于________，因为它们是具有相同______________的同一类原子。(2)在H、H、H、C、C、C、N、N中，核素、元素的种数分别为______种、______种。(3)C、C、C的关系为__________，因为它们是具有____________________的同一元素的不同原子。其化学性质几乎完全相同。答案 (1)氢元素 核电荷数(质子数)(2)8 3(3)互为同位素 相同的质子数和不同的中子数题组一 以同位素为核心的概念辨析1．据2012年2月6日中新网报道，嫦娥二号月球探测器获得了7m分辨率全月球影像图，该月球探测器使用钚元素的同位素电池来提供稳定、持久的能源。下列关于Pu的说法正确的是 ( )A.Pu和Pu的质子数之差为2B.Pu和Pu是两种不同的核素C.Pu的中子数与质子数之差为144D.Pu和Pu互为同素异形体答案 B解析 Pu和Pu的质量数之差为2，A错误；Pu和Pu的质子数均为94，中子数(或质量数)不同，属于钚的两种核素，B正确；Pu的中子数与质子数之差为50，C错误；Pu和Pu互为同位素，D错误。2．由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的Fe原子，下列说法不正确的是 ( )A．可以用KSCN溶液检验FeCl3和FeCl3B.Fe与Fe的电子数相同C.Fe与Fe互为同位素D.Fe的中子数小于质子数答案 A解析 同位素的化学性质基本相同，A项错误；Fe和Fe的电子数均为26，B项正确；根据同位素的定义，Fe与Fe互为同位素，C项正确；Fe的中子数为45－26＝19，D项正确。题组二 核变化与核能利用3．核能的和平利用对于完成“节能减排”的目标有着非常重要的意义。尤其是核聚变，因其释放能量大，无污染，成为当前研究的一个热门课题。其反应原理为H＋H―→He＋n。下列说法中正确的是 ( )A．D和T是质量数不同，质子数相同的氢的两种元素B．通常所说的氢元素是指HC.H、H、H是氢的三种核素，互为同位素D．这个反应既是核反应，也是化学反应答案 C解析 H、H和H的质子数相同，中子数不同，属于同种元素的不同核素，C正确，A、B错误；该反应中没有新物质生成，D错误。题组三 相对原子质量的含义及辨析4．16O中的“16”表示的含义是 ( )①氧元素的相对原子质量②氧元素的一种同位素的近似相对原子质量③氧元素的近似相对原子质量④氧元素的一种同位素的质量数A．①③ B．②④ C．①④ D．②③答案 B解析 元素的相对原子质量是该元素的各种同位素的相对原子质量(Mi)与其丰度(n%)乘积的和的值，故①错误；同位素的相对原子质量是该同位素一个原子的绝对质量与12C质量的1/12的比值。同位素的近似相对原子质量是该同位素一个原子的绝对质量与12C质量的1/12的比值的近似整数倍，在数值上与同位素的质量数相等。因此，②、④正确；元素的近似相对原子质量是各同位素的近似相对原子质量(即质量数)与其丰度乘积的和值，③错误。5．某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述中错误的是 ( )A．它是副族元素B．它是第六周期元素C．它的原子核内有63个质子D．它的一种同位素的核内有89个中子答案 D解析 核外电子数等于其质子数，C项正确；用质子数分别减去各周期所含有的元素种类数，63－2－8－8－18－18＝9，显然其是第六周期从左到右的第9种元素，而第六周期中包含镧系，所以它应属于副族，A、B项均正确；由于存在同位素，所以其相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的质量数，故中子数不能用152－63＝89来计算，D项错。规避同位素、核素概念理解的5个易错点(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素；(2)有多少种核素就有多少种原子；(3)同位素：“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置；(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。(5)核变化不属于物理变化，也不属于化学变化。考点三 核外电子排布1．电子层的表示方法及能量变化2．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①每层最多容纳的电子数为2n2个。②最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。③次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。3．熟记常见的等电子微粒(1)常见“10e－”微粒①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；②阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、H3O＋、NH；③阴离子：F－、O2－、OH－、NH。(2)常见“18e－”微粒①分子：Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH；②阳离子：K＋、Ca2＋；③阴离子：Cl－、S2－、HS－。(3)其他等电子微粒①“14e－”：Si、N2、CO、C2H2、C；②“16e－”：S、O2、C2H4、HCHO。深度思考下图为四种粒子的结构示意图，完成以下填空：A. B.C. D.(1)属于阳离子结构的粒子是________(填字母序号，下同)。(2)B粒子的半径________C粒子的半径(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的原子结构示意图可能是________。答案 (1)B (2)小于 (3)D题组一 核外电子排布规律的简单应用1．两种元素原子X和Y，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍，则X、Y分别是 ( )A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氮原子C．氮原子和碳原子 D．碳原子和铝原子答案 D解析 由于Y原子的M层电子比X原子的M层电子多3个电子，说明Y的M层电子数至少有3个，那么Y的L层必定有8个电子，则X的L层只有4个电子，M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13，X的核外电子总数为6。所以X、Y的核电荷数分别是6和13，即为碳原子和铝原子。2．原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1，原子核内质子数为2n2－1。下列有关X的说法中不正确的是 ( )A．X能形成化学式为X(OH)3的碱B．X能与某些金属元素形成化合物C．X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数D．X可能形成化学式为KXO3的盐答案 A解析 符合题意的元素X可能是氮或氯元素，A项不正确。3．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次增大，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是 ( )A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物B．X、Y、Z可以组成一种盐C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1常温下呈液态的两种化合物D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的10电子微粒有2种答案 D解析 由题中信息易推出X、Y、Z分别是H、N、O。N、O可以组成NO，其中N、O两种元素的质量比为7∶8，A正确。H、N、O可组成NH4NO3，B正确。H、O可组成H2O、H2O2两种常温下呈液态的化合物，C正确。H、N、O中的任意两种元素组成的10电子微粒有H2O、NH3、NH、OH－、H3O＋等，D 错误。题组二 核外电子排布规律与其他性质的综合应用4．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 共用三对电子形成双原子分子，常温下为气体单质(1)画出W原子结构示意图___________________________________________________。(2)元素X与元素Z相比，非金属性较强的是__________，写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学反应方程式________________________________________________________________________。(3)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为__________。(4)元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q，元素W和元素Y化合形成的化合物M，Q和M的电子总数相等。以M为燃料，Q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的，且在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。答案 (1)(2)X(或氧) 2H2S＋O22H2O＋2S↓(3)NH4HSO4(4)N2H4＋2H2O2N2↑＋4H2O解析 L层电子数是K层电子数的3倍，即L层有6个电子，故X为氧元素；核外电子层数等于原子序数的元素只有氢，故Y为氢元素；Z元素的K、L层分别有2个和8个电子，则M层上有6个电子，故Z为硫元素；常温下为气态双原子分子，且原子间以三键结合的只有N2，故W为氮元素。问题(2)中能说明氧比硫非金属性强的事实有很多，其中较为直观的是O2置换H2S中的S。问题(4)中H、O形成的原子个数比为1∶1的化合物是H2O2，N、H形成的化合物分子中电子数也为18的分子只能是N2H4。5．A、B、C、D、E五种短周期元素的原子序数依次增大。元素A的负一价离子具有和稀有气体He一样的结构，元素B的最外层电子数是内层电子总数的2倍，元素C是短周期元素中原子半径最大的主族元素，元素D在地壳中的含量位于第二位，元素E与元素B可形成具有正四面体结构的物质。请回答下列问题。(1)在周期表中，元素B位于第________周期第________族；A与C形成的离子化合物的化学式为__________________________________________________________________；A与C形成的离子化合物与水反应的化学方程式为_____________________________。(2)C形成的简单离子的离子结构示意图为_____________________________________。(3)D、E元素形成的化合物可与水反应生成一种沉淀和一种气体，试写出该反应的化学方程式： __________________________________________________________________。(4)单质B与水反应是将B充分利用的措施之一，试写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。答案 (1)二 ⅣA NaHNaH＋H2O===NaOH＋H2↑(2)(3)SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl↑(4)C＋H2O(g)CO＋H2解析 根据题意推测判断A为H，B为C，C为Na，D为Si，E为Cl。短周期常见原子的12个核外电子排布规律(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na；(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg；(3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar；(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O；(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne；(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si；(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P；(9)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al；(10)电子层数为最外层电子数2倍的原子有Li；(11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S；(12)最外层电子数是电子层数3倍的原子有O。题组三 10e 、18e 微粒应用6．设X、Y、Z代表元素周期表中前4周期的三种元素，已知X＋和Y－具有相同的电子层结构；Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9；Y和Z两种元素可形成含4个原子核、42个电子的负一价阴离子。下列说法不正确的是 ( )A．元素Z的气态氢化物分子中含有10个电子B．元素Y的气态氢化物分子中含有18个电子C．元素Z与元素X形成的化合物X2Z中离子都达到稳定结构D．元素Y、Z组成的化合物属于离子化合物答案 D解析 由“X＋和Y－具有相同的电子层结构”知X＋和Y－的最外层都是8电子，推知X为ⅠA族元素、Y为ⅦA族元素；又因“Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9”，故Y为氯、Z为氧、X为钾。水分子中含有10个电子，氯化氢分子中含有18个电子，K2O中的钾离子、氧离子均达到最外层8电子稳定结构。氯、氧组成的化合物为共价化合物。本题也可从常见的4核负一价阴离子NO、ClO角度来分析，然后根据“Z原子质子数比Y原子质子数少9”推知Y是氯、Z是氧。7．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去)：(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：A____________；D____________。(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出：①A与B在溶液中反应的离子方程式为____________________________________。②根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是(用化学式或离子符号表示)_________________________________________________________________。答案 (1)[HN H]＋ HO?,(2)①HS－＋OH－===S2－＋H2O ②OH－>S2－考点四 原子核外电子排布规律1．能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。(2)能级：同一能层里的电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道 轨道形状 轨道个数s 球形 1p 哑铃形 3特别提醒 第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。2．原子核外电子排布的原理(1)能量最低原理：即：电子尽先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：(2)泡利原理一个原子轨道最多容纳2个电子，并且自旋状态相反。(3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，并且自旋状态相同。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。特别提醒 基态原子：处于最低能量的原子。当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从激发态跃迁回基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。深度思考1．完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层 一 二 三 四 五 …符号 K L M N O …能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … …最多容纳电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … …2 8 18 32 … 2n2特别提醒 (1)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。2．写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式原子 电子排布式 简化电子排布式N 1s22s22p3 [He]2s22p3Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5Ca 1s22s22p63s23p64s2 [Ar]4s2Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 [Ar]3d104s1特别提醒 当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n－1)d，np顺序填序，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。3．请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因？答案 26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为3d5，Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。特别提醒 由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。题组一 根据核外电子排布，正确理解电子能量状态1．下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是__________。答案 ③⑤解析 ①不符合能量最低原理；②不符合洪特规则；④不符合能量最低原理。2．气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是 ( )A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3D．1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1答案 B解析 np3处于半充满结构，稳定，失去一个电子吸收能量多。“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理，洪特规则，泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示 在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(2)半充满、全充满原子结构稳定如ns2、np3、np6Cr：3d54s1 Mn：3d54s2Cu：3d104s1 Zn：3d104s2题组二 化学用语的正确使用3．(2012·上海，2)下列有关物质结构的表述正确的是 ( )A．次氯酸的电子式HB．二氧化硅的分子式SiO2C．硫原子的最外层电子排布式3s23p4D．钠离子的结构示意图答案 C解析 次氯酸的电子式为H，A错；二氧化硅是原子晶体，其结构中不存在分子，B错；钠离子是钠原子失去了最外层的1个电子，其结构示意图为，D错。4．按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子，并回答问题。Fe Fe3＋原子(或离子)结构示意图电子排布式电子排布图(1)铁原子最外层电子数为________，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是________________________________________________________________________。(2)请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。答案 Fe Fe3＋原子(或离子)结构示意图电子排布式 [Ar]3d64s2 [Ar]3d5电子排布图(1)2 4s上的2个电子和3d上的1个电子(2)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。5．A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为______，C的元素符号为______；(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为_____________________________________________________________；(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为_________________________________。(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝________；原子中能量最高的是________电子。答案 (1)C或O (2)Cl K(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)2 2p解析 (1)A元素基态原子次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个电子层，由题意可写出其电子排布图为，则该元素核外有6个电子，为碳元素，其元素符号为C，另外氧原子同样也符合要求，其电子排布图为。(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F的原子最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。化学用语的规范使用及意义为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素元素符号 原子(核素)符号 原子结构示意图 电子式 在元素符号周围用“·”或“×”表示原子的最外层电子 价电子 。 电子排布式 根据构造原理表示：能级符号＋ 右上角 数字。 电子排布图 用方框表示原子轨道，用箭头表示电子。用“数字＋能级符号”表示轨道名称。它们有各自不同的侧重点(1)原子结构示意图只能表示核外电子的分层排布和原子核内的质子数，如。(2)核组成式：如O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，并不能反映核外电子的排布情况。(3)电子排布式：如O原子的电子排布式为1s22s22p4，它能告诉我们氧原子核外的电子分为2个电子层，3个能级，并不能告诉我们原子核的情况，也不能告诉我们它的各个电子的运动状态。(4)电子排布图：如这个式子，对氧原子核外电子排布的情况表达得就更加详细。(5)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)S2－的结构示意图： (√)(2012·海南，9B)(2)原子核内有18个中子的氯原子：Cl (√)(2012·海南，9D)(3)Na2O2中氧元素的化合价为－2 (×)(2012·广东理基，25A)解析 Na2O2中氧元素化合价为－1价。(4)Na＋的结构示意图： (√)(2012·广东理基，19A)(5)高氯酸(HClO4)中氯元素的化合价为＋7 (√)(2012·广东理基，19D)(6)Cl－的结构示意图为 (×)解析 此为氯原子结构示意图。(7)U和U是中子数不同质子数相同的同种核素 (×)解析 应为同一元素的不同种核素。(8)Cl、Cl为不同的核素，有不同的化学性质 (×)解析 同位素原子化学性质相同。(9)16O与18O核外电子排布方式不同 (×)解析 同位素原子核外电子排布式相同。(10)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化 (×)解析 通过化学变化不能实现同位素原子之间的转化。(11)在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7 (√)(12)元素周期表中铋元素的数据见右图，则：①Bi元素的质量数是209 (×)②Bi元素的相对原子质量是209.0 (√)(2012·上海，6改编)解析 质子数＋中子数＝质量数。2．(2011·海南，4) 是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关的叙述中错误的是 ( )A. 的化学性质与相同B. 的原子序数为53C. 的原子核外电子数为78D. 的原子核内中子数多于质子数答案 C解析 与互为同位素，二者的化学性质相同；的原子序数为53，原子核外电子数为53，中子数为131－53＝78，则的原子核内中子数多于质子数。3．(2011·上海，9)氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%＋36.966×24.23%≈35.453中 ( )A．75.77%表示35Cl的质量分数B．24.23%表示35Cl的丰度C．35.453表示氯元素的相对原子质量D．36.966表示37Cl的质量数答案 C解析 在计算式中，34.969、36.966分别表示35Cl和37Cl的相对原子质量，75.77%表示35Cl的丰度(即原子个数百分率或原子物质的量百分率)，24.23%表示37Cl的丰度。35.453表示氯元素的相对原子质量。4．(2012·四川延考，12)已知aXm＋和bYn－两种离子的电子层结构相同，则a等于 ( )A．b＋m＋n B．b＋m－nC．b－m＋n D．b－m－n答案 A解析 因为aXm＋和bYn－两种离子的电子层结构相同，即这两种离子的核外电子数相等，所以有a－m＝b＋n，则a＝b＋n＋m。所以正确答案为A选项。5．[2012·福建理综，23(1)]元素M的离子与NH所含电子数和质子数均相同，则M的原子结构示意图为________________。答案 解析 该元素为钠元素。6．[2012·安徽理综，25(1)(3)(4)]X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素 相关信息X X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍Y Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2Z Z存在质量数为23，中子数为12的核素W W有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色(1)W位于元素周期表第______周期第______族，其基态原子最外层有______个电子。(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：________________________________________________________________________。(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中，有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢，写出其中一种分子的名称：__________。氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子，写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式：________________________________________________________________________。答案 (1)四 Ⅷ 2(3) 或(4)丙烷(其他合理答案均可) CH3COOH＋HCO===CO2↑＋CH3COO－＋H2O(其他合理答案均可)解析 解答本题应首先根据原子结构特征以及化合物性质推断出各元素，然后根据要求解答。根据原子的核外电子排布特征推知X为C元素；Y的最外层电子排布式为2s22p4，为O元素；Z的质子数为11，为Na元素；W的白色氢氧化物为Fe(OH)2，W为Fe元素。(1)Fe位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子最外层电子数为2。(3)Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，每生成1 mol O2转移电子2 mol。(4)在由碳原子和氢原子形成的多种分子中有两种氢原子的有丙烷、正丁烷、异丁烷等。该无机阴离子为HCO，可与由C、H、O构成的CH3COOH反应生成CO2：CH3COOH＋HCO===CO2↑＋CH3COO－＋H2O。1.C－NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析。下列有关C的说法正确的是 ( )A.C的质量数是13，原子序数是6，核内有6个中子B.C与金刚石、石墨、C60等互为同素异形体C．碳元素的相对原子质量为13D.C是碳的一种核素，与C互为同位素答案 D解析 A中，原子序数与中子数之和应等于质量数；B中，金刚石、石墨、C60为碳的不同单质，而C为核素；C中，碳元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值。2．下列说法正确的是 ( )A．过氧化氢的电子式为B.I和I2互为同位素C．质子数为17，中子数为20的氯原子可表示为ClD．在Mg18O晶体中，阴离子结构示意图可表示为答案 D解析 A选项中氧原子与氧原子之间应共用一对电子；B选项I2是分子；C选项20是中子数，不是质量数，正确的写法是Cl。3．同种元素的不同微粒，它们的 ( )A．质量数一定相同B．核外电子数一定相同C．中子数一定不同D．电子层数可能不同答案 D解析 同种元素的不同微粒，如1H、2H、3H的质量数不同，A错误；23Na、23Na＋的核外电子数不同，B错误；23Na、23Na＋的中子数相同，C错误；23Na、23Na＋的电子层数不同，故D正确。4．下列各项叙述中，正确的是 ( )A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2答案 C解析 A项镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr原子的电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。5．已知：①为纪念著名天文学家哥白尼，国际纯粹与应用化学联合会将112号元素的符号定为“Cn”，汉语名为“鎶”；②合理利用核能符合“低碳经济”的要求，U是核反应堆的重要原料；③锂被誉为“高能金属”，制取锂的原料是β 锂辉矿(主要成分是LiAlSi2O6和少量钙、镁杂质)。下列有关对上述表述所涉及元素的说法正确的是 ( )A.Cn的原子核内中子数与核外电子数之差为55B.U和U是同位素，核反应属于化学变化C．40Ca2＋与18O具有相同的电子数D．Si2O中质子总数为80答案 C解析 这类题型通常比较基础。Cn的原子核内中子数和核外电子数分别为165、112，两者之差为53，A错误；核反应是物理变化，B错误；40Ca2＋和18O的电子数都是18，C正确；Si2O中电子总数为80，质子总数为76，D错误。6．某元素的一个原子形成的离子可表示为Xn－，下列说法正确的是 ( )A.Xn－含有的中子数为a＋bB.Xn－含有的电子数为a－nC．X原子的质量数为a＋b＋nD．1个X原子的质量约为g答案 D解析 Xn－中a表示质子数，b表示质量数，“n－”表示X得到n个电子，则其含有的中子数为b－a，电子数为a＋n。1 mol Xn－的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 g。7．下列关于钠元素的几种表达式错误的是 ( )A．Na＋的电子排布图：B．Na＋的结构示意图：C．Na的电子排布式：1s22s22p63s1D．Na的简化电子排布式：[Na]3s1答案 D解析 Na的简化电子排布式为[Ne]3s1。即上一周期的稀有气体[元素符号]＋该原子的价电子排布。8．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、B、C原子的最外层电子数之和为12，B、C、D位于同一周期，C原子的最外层电子数既是A原子内层电子数的3倍又是B原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是 ( )A．原子半径：B＞A，离子半径：C＜DB．B的单质能与A的最高价氧化物发生置换反应C．元素B和D能形成BD2型的共价化合物D．D的单质有毒，且有漂白性答案 B解析 据题意知：A是碳，B是镁，C是硫，D是氯，选项A中离子半径C＞D，选项C中MgCl2是离子化合物，选项D中Cl2无漂白性。9．X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种，原子序数依次增大，W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y、Z位于同周期，Z单质是一种良好的半导体。W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是 ( )A．原子半径：W＞Y＞Z＞XB．气态氢化物的稳定性：X＜ZC．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＞WD．Y、Z的氧化物都有酸性和碱性答案 A解析 由题意可推出X为O，Y为Al，Z为Si，W为K。B项，气态氢化物的稳定性是H2O＞SiH4，不正确；C项，最高价氧化物对应水化物的碱性：KOH＞Al(OH)3，不正确；Y的氧化物Al2O3有两性，而Z的氧化物SiO2不具有两性，它是酸性氧化物，不正确。10．已知X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，X是周期表中原子半径最小的元素，Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等，Z的核电荷数是Y的2倍，W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍。下列说法不正确的是 ( )A．原子半径：Z＞W＞RB．对应的氢化物的热稳定性：R＞WC．W与X、W与Z形成的化合物的化学键类型完全相同D．Y的最高价氧化物对应的水化物是弱酸答案 C解析 由题中信息可推知X、Y、Z、W、R分别为H、C、Mg、S、Cl。C项，W与X形成的化合物的化学键是共价键，而W与Z形成的化合物的化学键是离子键，故化学键类型不相同。11．六种粒子的结构示意图分别为请回答下列问题：(1)依次写出6种粒子的符号： ______________________________________________。(2)A、B、C、D、E、F共表示________种元素、______种原子、______种阳离子、_______种阴离子。(3)上述微粒中，阴离子与阳离子可构成两种化合物，这两种化合物的化学式为________________________________________________________________________。答案 (1)F、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Mg(2)4 3 2 1(3)NaF、MgF2解析 A为F，B为F－，C为Ne，D为Na＋，E为Mg2＋，F为Mg。12．现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：(1)H、H、H分别是氢元素的一种____________，它们互称为____________。(2)互为同素异形体的微粒是____________。(3)对于X，按下列要求各举一例(要求：每小题分别写出符合题意的两种粒子，且从以上所给微粒中选择)：①Z、n、b相同而A不同：____________________________________________________；②A、n、b相同而Z不同：_____________________________________________________；③A、Z、b相同而n不同：_____________________________________________________；④Z、n、A相同而b不同：_____________________________________________________。答案 (1)核素 同位素(2)O2和O3(3)①H、H(或C、C) ②C、N ③Fe2＋、Fe3＋ ④O2、O3解析 第(1)题，考查核素、同位素的区别。第(2)题，同种元素的不同单质互为同素异形体，只有O2和O3符合要求。第(3)题，①要求Z、n、b相同而A不同，应该是同位素原子。②要求Z不同而A、n、b相同，应该是质量数相同的不同元素的原子。③n是微粒的电荷数，要求Z、A、b相同而n不同，应该是同一元素的不同价态的离子。④b是原子个数，要求Z、n、A相同而b不同，应该是同素异形体。13．已知A、B、C、D均为短周期元素，它们的原子序数依次增大。A是原子最外层有一个电子的非金属元素，C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍；C和D可形成两种固态化合物，其中一种为淡黄色固体；B和C可形成多种气态化合物。A、B、C三种元素可形成离子化合物，该化合物中各元素原子的物质的量之比为n(A)∶n(B)∶n(C)＝4∶2∶3。请回答下列问题：(1)写出C和D形成的淡黄色固体化合物的电子式：____________________________。(2)各元素原子的物质的量之比为n(A)∶n(B)∶n(C)＝4∶2∶3的化合物的名称为________，其水溶液呈________性。(3)请写出与A2C和BA3分子中电子数相同，且仍由A、B、C元素中任意两种元素组成的粒子的符号(举两例)_________________________、________。(4)写出由B、C元素组成的元素原子质量比为n(B)∶n(C)＝7∶12的化合物的化学式________________________________________________________________________。答案 (1)(2)硝酸铵 酸(3)NH OH－(其他正确答案也可)(4)N2O3解析 A是原子最外层有一个电子的非金属元素，则必为H；C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，故为O；C和D可形成两种固态化合物，其中一种为淡黄色固体，则D是Na，淡黄色固体是Na2O2；B和C可形成多种气态化合物，则B为N。14．A、B、D、E四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A和B在同一周期，A原子有三个能级且每个能级含有的电子数相等，B原子的p能级有两个未成对电子，0.1 mol D单质能从酸中置换出2.24 L氢气(标准状况下)，形成的D离子与B离子的电子层结构相同。E离子为阳离子，且E离子的半径在该周期元素中离子半径最小。则：(1)四种元素分别是A________；B________；D________；E________。(用元素符号表示，下同)(2)写出D基态原子的电子排布式：__________________。(3)D元素的单质与A、B元素所形成的化合物反应，其化学方程式：________________。(4)等浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液分别与足量的E的单质反应放出的气体在常温常压下的体积比为__________，将所得溶液混合，含有E元素的两种物质间发生反应的离子方程式为____________________________________________________。答案 (1)C O Mg Al(2)1s22s22p63s2(3)2Mg＋CO22MgO＋C(4)1∶3 3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓解析 A、B的电子排布式分别为1s22s22p2、1s22s22p4，所以A为碳元素，B为氧元素，根据题意，D与酸反应形成＋2价阳离子且和O2－的核外电子排布相同，所以D为镁元素，E为铝元素。15．A、B、C、D、E五种短周期主族元素分占三个周期。A、B、C为同一周期依次相邻的3种元素；A和C的原子核外P能级中都有两个未成对电子，其中A的P能级有一个空轨道；E原子的电子层数等于最外层电子数，D的原子序数是E的1/13倍。请回答相关问题：(1)A元素在周期表中的位置____________；写出B的电子排布式__________________。(2)比较C和E简单离子半径大小：______________(用离子符号表示)。(3)元素E的一种常见的可溶性盐溶液呈酸性，其原因是(用离子方程式表示)：________________________________________________________________________。(4)X、Y、Z、甲、乙、丙是由A、B、C分别与D形成的化合物，六种化合物可以排成下表，其中同一横行的分子中电子数相同，同一纵行的物质所含元素种类相同，其中X、Y、甲常温常压下为气体，Z、乙、丙常温常压下为液体。①丙的电子式为______________。②若化合物甲的电子数与C元素的单质C2相同，则甲的结构式为____________。③乙的分子式为B2D4，乙和丙常作火箭推进器的燃料，反应后的产物无污染。已知8 g液态乙与足量液态丙完全反应，产物均为气体时，放出热量为160.35 kJ，试写出该反应的热化学方程式：_______________________________________________________。答案 (1)第二周期ⅣA族 1s22s22p3(2)O2－>Al3＋(3)Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋(4)① ②③N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.40 kJ·mol－1解析 A、C的电子排布式分别为1s22s22p2、1s22s22p4，所以A为C，B为N，C为O，N的核外电子排布式为1s22s22p3，E为Al，D为H。由于Y常温下为气体，所以Y为NH3，X应为CH4，Z为H2O，丙应为H2O2；在②题中，甲应含16个电子，所以甲为C2H4。第3讲 高考热点——电离能和电负性[考纲要求]1.了解电离能的含义，了解同一周期、同一主族中元素第一电离能变化规律。2.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。考点一 电离能1．第一电离能气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol－1。2．规律(1)同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。(2)同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。(3)同种原子：逐级电离能越来越大(即I1深度思考1．为什么一个原子的逐级电离能是逐渐增大的？答案 随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性吸力也越来越大，消耗的能量越来越多。2．为什么镁的第一电离能比铝的大，磷的第一电离能比硫的大？答案 Mg：1s22s22p63s2 P：1s22s22p63s23p3。镁原子、磷原子最外层能级中，电子处于全满或半满状态，相对比较稳定，失电子较难。如此相同观点可以解释N的第一电离能大于O，Zn的第一电离能大于Ga。3．为什么Na容易形成＋1价离子，而Mg、Al易形成＋2价、＋3价离子？答案 Na的I1比I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成＋1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成＋2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三个电子形成＋3价离子。而电离能的突跃变化，说明核外电子是分能层排布的。题组一 元素电离能的判断及应用1．下列元素中哪一个基态原子的第一电离能最大？ ( )A．Be B．B C．C D．N答案 D2．在下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是 ( )A．ns2np3 B．ns2np5 C．ns2np4 D．ns2np6答案 C3．同周期内不同元素的第一电离能I1随着原子序数的增大而增大，但个别元素的I1出现反常现象。下列关系正确的是 ( )A．I1(氮)>I1(氧) B．I1(氟)C．I1(镁)I1(镁)答案 A解析 A中N原子p电子轨道属于半充满状态，较稳定，其I1会出现反常；B中F和O，F的原子半径较小，非金属性氟>氧，因而I1(氟)>I1(氧)；C中镁3s全满，较为稳定，I1出现反常；D中镁和钙最外层ns2均为全满，但金属钙比镁多一个能层，钙的原子半径较大，因而I1(钙)元素的电离能表征原子核外电子的行为，因而它必定呈现周期性变化。一般地，同一周期元素的I1基本上随原子序数的递增而增大，同一主族元素的I1从上到下一般趋于减小，这些都和元素金属性递变规律一致。有时候也有一些反常和交错的现象，这跟过渡元素和镧系元素半径的收缩或出现轨道全充满、半充满状态等因素有关。如：在比较元素的第一电离能时，要注意第ⅡA族和第ⅤA族较同周期相邻元素的第一电离能都大。题组二 元素推断与元素逐级电离能4．根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列各题：元素代号 I1 I2 I3 I4Q 2 080 4 000 6 100 9 400R 500 4 600 6 900 9 500S 740 1 500 7 700 10 500T 580 1 800 2 700 11 600U 420 3 100 4 400 5 900(1)在周期表中，最可能处于同一族的是________。A．Q和R B．S和TC．T和U D．R和TE．R和U(2)下列离子的氧化性最弱的是________。A．S2＋ B．R2＋ C．T3＋ D．U＋(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是____________________________。A．硼 B．铍 C．氦 D．氢(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：________________________________________________________________________，如果U元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第______个电子时。(5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是_______，其中________元素的第一电离能异常高的原因是________________________________。答案 (1)E (2)D (3)C(4)电子分层排布，各能层能量不同 10(5)R解析 (1)根据电离能的变化趋势知，Q为稀有气体元素，R为第ⅠA族元素，S为第ⅡA族元素，T为第ⅢA族元素，U为第ⅠA族元素，所以R和U处于同一主族。(2)由于U＋为第ⅠA族元素且比R电离能小，所以U＋的氧化性最弱。(3)由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与此最像。(4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的。若U是短周期元素，则U是Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，由于2s22p6所处能层相同，所以它的第2次电离能飞跃数据发生在失去第10个电子时。(5)同一周期，第一电离能呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA族比相邻元素要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满结构。考点二 电负性1．含义元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。2．标准以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。3．变化规律金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。深度思考元素电负性的具体应用有哪些？答案 (1)确定元素类型(一般>1.8，非金属元素；<1.8，金属元素)。(2)确定化学键类型(两元素电负性差值>1.7，离子键；<1.7，共价键)。(3)判断元素价态正负(电负性大的为负价，小的为正价)。(4)电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数(表征原子得电子能力强弱)，电负性越大，非金属性越强。F的电负性最大，为4.0。特别提醒 (1)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小。(2)不能将电负性1.8作为划分金属和非金属的绝对标准。(3)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。题组一 元素电负性的判断与比较1．元素电负性随原子序数的递增而增强的是 ( )A．Li、Na、K B．N、P、AsC．O、S、Cl D．Si、P、Cl答案 D2．下列关于元素电负性大小的比较中，不正确的是 ( )A．OC．P答案 A解析 A选项元素属于同一主族，电负性从上到下依次减小；B选项元素属于同一周期，电负性从左到右依次增大；C、D两个选项元素的相对位置如下图所示：在周期表中，右上角元素(惰性元素除外)的电负性最大，左下角元素电负性最小。题组二 元素推断与电负性应用3．如图：元素符号 Li Be B C O F电负性值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98元素符号 Na Al Si P S Cl电负性值 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16(1)根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有两性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是____________________________________。(2)通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围____________。(3)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是________________________________。(4)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？请说出理由，并设计一个实验方案证明上述所得结论。答案 (1)Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O，Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O(2)0.93～1.57(3)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(4)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物。将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物。元素周期律——第一电离能、电负性、金属性、非金属性的正确表述同周期(从左→右)第一电离能总体上呈增大趋势，电负性逐渐增大，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。同主族(从上→下)第一电离能逐渐减小，电负性逐渐减小，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。一、安徽四年高考试题组合1．填空(1)(2012·安徽理综，25改编)已知X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则X的电负性比Y的________(填“大”或“小”)。答案 小解析 根据电子排布特点，X为C，Y为O，电负性氧大于碳。2．判断正误(1)根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大 (×)(2011·安徽理综，11改编)(2)(2012·安徽理综，25改编)已知常温常压下，Y单质是淡黄色的固体，常在火山口附近沉积，Z和Y同周期，Z的电负性大于Y，回答下列问题：Y位于元素周期表第________周期第________族。Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是__________(写化学式)。答案 三 ⅥA HClO4解析 根据题干信息，Y为S，Z为Cl，HClO4的酸性大于H2SO4。(3)(2009·安徽理综，25改编)已知X、Y是周期表中前36号元素中的两种常见元素，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，该元素位于第三周期，则X________，Y________，Y的基态原子核外电子排布式为______________。Y的第一电离能比X的________(填“大”或“小”)。答案 Al S 1s22s22p63s23p4 大二、2012各省市高考试题组合1．[2012·福建理综，30(1)(2)改编]元素的第一电离能：Al______Si(填“>”或“<”)。基态Mn2＋的核外电子排布式为________________________________________________________________________。答案 < 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)2．[2012·山东理综，32(2)]Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是__________。答案 C(碳)解析 Ni有2个未成对电子，第二周期所含元素的基态原子中有2个未成对电子的原子为碳原子和氧原子，电负性最小的元素为碳。3．[2012·浙江自选模块测试，15(1)(2)(5)](1)可正确表示原子轨道的是________。A．2s B．2d C．3px D．3f(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：_________________________________________。(5)用“>”、“<”或“＝”填空：第一电离能的大小：Mg______Al；熔点的高低：KCl______MgO。答案 (1)AC (2)1s22s22p63s23p63d104s24p1 (5)> <解析 (1)L层不存在2d轨道，M层不存在3f轨道，A、C可正确表示原子轨道。(2)Ga为31号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1。(5)同一周期元素原子的第一电离能一般随着原子序数的递增而增大，但因镁原子3p轨道全空，原子结构相对稳定，因此第一电离能比相邻的铝原子的第一电离能大；KCl、MgO均为离子晶体，而离子晶体的熔点高低取决于晶格能的大小，阴、阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，晶格能越大，晶体的熔点越高，故熔点：KCl三、2011各省市高考试题组合1．[2011·新课标全国卷，37(2)]基态B原子的电子排布式为____________；B和N相比，电负性较大的是__________，BN中B元素的化合价为__________。答案 1s22s22p1 N ＋3解析 B原子的原子序数为5，其电子排布式为1s22s22p1；B、N处于同周期，依据同周期元素随原子序数增大电负性依次增大可知，N的电负性较大；B位于元素周期表的第ⅢA族，由化学式BN得B元素的化合价为＋3价。2．[2011·福建理综，30(2)]C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是______________。答案 N>O>C解析 同周期元素第一电离能从左向右有增大的趋势，第ⅤA族元素最外层p轨道电子处于半充满稳定状态，第一电离能大于第ⅥA族元素，因此三者的第一电离能从大到小的顺序为N>O>C。四、安徽省最新模拟试题选编X、Y、Z、T是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素 相关信息X X是地壳中含量最多的元素Y Y元素原子核外3p能级上有4个电子Z 核素Z的质量数为14、中子数为7T T的单质是一种常见的金属，其新制的氢氧化物悬浊液可用于检测糖尿病(1)T位于元素周期表第______周期第________族。(2)X的电负性比Y的________(填“大”或“小”)；H—X，H—Y两种共价键中，键长较长的是__________(用元素符号表示，下同)。(3)Z的最高价氧化物对应水化物的稀溶液能与单质T反应，写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：______________________________________________。(4)在25 ℃、101 kPa时，若使Z2和X2完全反应，每生成30 g ZX需要吸收90 kJ热量。则该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。答案 (1)四 ⅠB(2)大 H—S(3)(4)N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－11．下列各项叙述中，正确的是 ( )A．N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大B．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等D．氮原子的最外层电子排布图：答案 B解析 同主族元素从上到下，电负性减小；2p轨道能量低于3p；利用“洪特规则”可知D项最外层电子排布图错误。2．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是 ( )A．第一电离能：④>③>②>①B．原子半径：④>③>②>①C．电负性：④>③>②>①D．最高正化合价：④>③＝②>①答案 A解析 根据核外电子排布式可确定①②③④分别是S、P、N、F，选项A正确；原子半径最大的是P，选项B错误；电负性衡量元素非金属性的强弱，正确的顺序应为④>③>①>②，选项C错误；由于F元素无正价，选项D错误。3．下列关于电负性的叙述中不正确的是 ( )A．电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小B．电负性是以氟为4.0作为标准的相对值C．元素电负性越小，元素非金属性越强D．元素电负性越大，元素非金属性越强答案 C4．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是 ( )A．电离能最小的电子能量最高B．在离核最近区域内运动的电子能量最低C．最易失去的电子能量最高D．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量答案 D解析 轨道电子的能量主要取决于能层，例如4s轨道电子能量大于3p轨道电子的能量。5．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是 ( )A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大C．最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D．对于同一元素而言，原子的电离能I1答案 B解析 第一电离能越小，表明该元素原子越易失去电子，活泼性越强，A项正确；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能一般来说依次增大，但有反常，如第一电离能：N>O、Mg>Al，B项错；C项所述元素为零族元素，性质稳定，第一电离能都较大。6．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是 ( )A．碱性：NaOHB．第一电离能：NaC．电负性：Na>Mg>AlD．还原性：Na>Mg>Al答案 D解析 A项，根据元素周期律，碱性应是NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3；B项，由于Mg的特殊性，第一电离能应是Mg>Al>Na；C项，电负性Al>Mg>Na。7．现有①、②、③三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是 ( )A．第一电离能：③>②>①B．原子半径：③>②>①C．电负性：③>②>①D．最高正化合价：③>②>①答案 A解析 由基态原子的电子排布式可知①、②、③分别为S、P、N。P原子由于3p轨道处于半充满的稳定状态，故其第一电离能大于S，因此三者第一电离能大小关系为N>P>S；原子半径P最大；电负性：N>S>P；S的最高正化合价最高，为＋6，N、P为＋5。8．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：①原子半径AB；③原子序数A>B；④原子最外层电子数AA．①②⑦ B．③④⑥ C．③⑤ D．③④⑤⑥⑦答案 B解析 A、B在元素周期表中的位置为，所以，原子半径A>B，离子半径A9．以下有关元素性质的说法不正确的是 ( )A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4 原子半径最大的是①B．具有下列最外层电子排布式的原子中，①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4第一电离能最大的是③C．①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④D．某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋答案 D解析 A项，①为Si，②为N，③为C，④为S，原子半径最大的为Si，正确；B项，①为Al，②为Si，③为P，④为S，第一电离能最大的为P，正确；C项，同一主族元素，第一电离能从上到下逐渐减小；同一周期，第一电离能呈增大趋势，正确；D项，根据电离能变化趋势，最外层应有2个电子，所以与Cl2反应时应呈＋2价，D错。10．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。A元素的核外电子数和电子层数相等B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C原子的第一至第四电离能如下：I1＝738 kJ·mol－1 I2＝1 451 kJ·mol－1I3＝7 733 kJ·mol－1 I4＝10 540 kJ·mol－1D原子核外所有p轨道全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在周期表的第七列(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：_______________________________。(2)B元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有__________个方向，原子轨道呈________形。(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为该同学所画的电子排布图违背了___________________________________________。(4)G位于________族________区，该元素的核外电子排布式为__________________。(5)DE3中心原子的杂化方式为____________，用价层电子对互斥理论推测其空间构型为__________。(6)检验F元素的方法是________________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：_____________________________________________________________________。答案 (1) (2)3 哑铃(3)泡利原理 (4)第ⅦB d 1s22s22p63s23p63d54s2(5)sp3 三角锥形(6)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量解析 由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)N原子的基态原子能量最高的电子为p电子，p电子云有三个方向，原子轨道呈哑铃形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋方向相同，违背了泡利原理。(5)PCl3的中心原子P的价层电子对数为4，故为sp3杂化；因外层有一对孤对电子，故空间构型为三角锥形。11．已知元素的某种性质“X”和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是元素的一种基本性质。下面给出13种元素的X的数值：元素 Al B Be C Cl F LiX的数值 1.5 2.0 1.5 2.5 2.8 4.0 1.0元素 Mg Na O P S SiX的数值 1.2 0.9 3.5 2.1 2.5 1.7试结合元素周期律知识完成下列问题：(1)经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的X差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlBr3中的化学键类型是_______。(2)根据上表给出的数据，简述主族元素的X的数值大小与元素的得失电子能力大小的关系：__________；简述第二周期元素(除稀有气体外)的X的数值大小与原子半径之间的关系：____________。(3)请你预测Br与I元素的X数值的大小关系__________________。(4)某有机化合物分子中含有S—N键，你认为该共用电子对偏向于__________原子(填元素符号)。答案 (1)共价键(2)元素X的数值越大，得电子能力越强(或元素X的数值越小，失电子能力越强) 原子半径越小，X的数值越大 (3)Br大于I (4)N12．元素A～D是元素周期表中短周期的四种元素，请根据表中信息回答下列问题。元素 A B C D性质或结构信息 单质制成的高压灯，发出的黄光透雾力强、射程远 工业上通过分离液态空气获得其单质，原子的最外层未达到稳定结构 单质常温、常压下是气体，原子的L层有一个未成对的p电子 ＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同(1)上表中与A属于同一周期的元素是________(填元素符号)，写出D离子的电子排布式________________________________________________________________。(2)D和C形成的化合物属于__________晶体。写出C单质与水反应的化学方程式________________________________________________________________________。(3)对元素B的单质或化合物描述正确的是________(填序号)。a．B元素的最高正价为＋6b．常温、常压下单质难溶于水c．单质分子中含有18个电子d．在一定条件下镁条能与B的单质反应(4)A和D两元素金属性较强的是_________________________________(写元素符号)。写出能证明该结论的一个实验事实___________________________________________。答案 (1)Mg 1s22s22p6(2)离子 2F2＋2H2O===4HF＋O2(3)bd(4)Na 钠与水反应比镁与水反应剧烈(或氢氧化钠的碱性比氢氧化镁的强，合理即可)解析 由钠的用途可知，A元素是钠；原子的最外层电子未达到稳定结构，B可能是氮或氧；L层有一个未成对电子，常温下又是气体，故C是氟；D易知是Mg。13．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素通常只可以形成正一价离子。请回答下列问题：(1)X元素原子基态时的电子排布式为________________，该元素的符号是__________。(2)Y元素原子的价电子的电子排布图为 ______________ ，该元素的名称是________。(3)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是_________________________________________________。答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3{或[Ar]3d104s24p3} As(2) 氧 (3)As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O解析 X元素的4p轨道已填充电子，故前三个电子层已填满，该元素是33号元素As；Y的2p轨道有2个未成对电子，则Y可能是碳或氧，又Y能够与As形成As2Y3，故Y是氧；则Z只能是氢。14．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。(1)下列________(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f(2)如给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：①原子核对核外电子的吸引力，②形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol－1)：锂 X Y失去第一个电子 519 502 580失去第二个电子 7 296 4 570 1 820失去第三个电子 11 799 6 920 2 750失去第四个电子 9 550 11 600①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：________________________________________。②表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素，则该元素属于________区元素。用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是__________。③Y是周期表中________族元素。④以上13种元素中，_______(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。答案 (1)①④ (2)①锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量 ②a s Na2O和Na2O2 ③ⅢA ④m解析 b为H，a为Na，c为Mg，d为Sr，e为Ti，f为Al，g为Ge，h为C，i为P，j为O，k为Te，l为Cl，m为Ar。(1)金属以及石墨为电的良导体，所以①④都符合。(2)①由于Li失去一个电子后，达到稳定结构，所以再失去一个电子所需能量远远大于失去第一个电子所需能量。②根据X的逐级电离能数据，X最外层应有1个电子，应为Na元素，即a，Na在s区，Na与O(j)可形成Na2O，Na2O2两种化合物。③根据Y的逐级电离能数据，Y最外层应有3个电子，对应的应为Al(f)。④稀有气体元素原子最稳定，失去第一个电子需要能量最多。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第五章 专题讲座六.doc 第五章 大题冲关滚动练之五.doc 第五章 排查落实练九.doc 第五章 第1讲.doc 第五章 第2讲.doc 第五章 第3讲.doc 第五章 第4讲.doc
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