1、专题六 物质结构 元素周期律-2-高考命题热点 高考真题印证 命题角度素养立意 1.原子结构及化学键 2019 天津理综,7;2018 天津理综,7;2017 天津理综,7;2016 天津理综,7 原子结构及化学键是物质结构的核心内容,也是高考的重要考点,解题时主要是以原子(或离子)结构、核外电子排布、元素化合物的性质为突破口,进行元素的推断等。要求考生能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的关系,形成“结构决定性质,性质决定应用”的观念;能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化 -3-高考命题热点 高考真题印证 命题角度素养立意 2.元素周期律 元素周期表 2
2、018 天津理综,7;2017 天津理综,5;2016 天津理综,7 元素周期表、元素周期律是学习化学的工具和基本规律。高考主要考查同一周期、同一主族的原子结构和元素性质的递变规律,元素原子结构、在周期表中的位置、性质及“位”“构”“性”的关系,有时还会结合相应物质的性质和制备进行考查。要求考生能依据物质及其变化的信息建构模型,建立解决复杂化学问题的思维框架 原子结构及化学键 1.构成原子或离子的粒子间的数量关系(1)如在中:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)(2)核电荷数=质子数=原子的核外电子数(3)阳离子(Mn+):核电荷数=质子数=离子核外电子数+电荷数(n)(4)阴离子(Rn-
3、):核电荷数=质子数=离子核外电子数-电荷数(n)X-5-2.化学键与物质类别的关系(1)只含非极性共价键的物质:某些非金属元素组成的单质(稀有气体除外)。如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。(2)只含有极性共价键的物质:一般是不同非金属元素组成的共价化合物。如HCl、NH3、SiO2、CS2等。(3)既有极性键又有非极性键的物质。如H2O2、C2H4、CH3CH3、C6H6等。(4)只含有离子键的物质:活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物。如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。(5)既有离子键又有非极性共价键的物质。如Na2O2、CaC2等。(6)由极性共价键构成但又不是强电解质的物
4、质。如HF等。例1下列说法正确的是()离子化合物中一定含离子键,也可能含共价键 共价化合物中可能含离子键 含金属元素的化合物不一定是离子化合物 由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 构成单质分子的粒子不一定存在共价键 不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键 有化学键断裂的变化属于化学变化 A.B.C.D.A-7-解析:离子化合物中一定含离子键,也可能含极性键或非极性键,如NaOH中含离子键和OH极性键,过氧化钠中含离子键和OO非极性键,正确;共价化合物中一定含共价键,一定不含离子键,含离子键的化合物一定为离子化合物,错误;含金属元素的化合物不一定是离子化合物,如氯化铝为共价化合物,
5、正确;由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如NH4Cl、(NH4)2SO4为离子化合物,错误;由分子构成的物质中不一定存在共价键,如稀有气体分子中不含化学键,正确;不同元素组成的多原子分子里的化学键,若为同种元素之间形成的是非极性共价键,不同元素之间形成的是极性共价键,错误;有旧化学键断裂和新化学键的生成的变化属于化学变化,有化学键断裂的变化不一定属于化学变化,如NaCl溶于水,离子键断裂,但属于物理变化,错误;综上符合题意的有,A项正确。思维建模分析物质变化与化学键变化的思维模型 1.(2018全国)下列叙述正确的是()A.24 g镁与27 g铝中,含有相同的质子数 B.同等质量的氧
6、气和臭氧中,电子数相同 C.1 mol重水与1 mol水中,中子数之比为21 D.1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化学键数相同 B2.(2017 北京理综)2016 年 IUPAC 命名 117 号元素为 Ts(中文名“”,tin),Ts 的原子核外最外层电子数是 7。下列说法不正确的是()A.Ts 是第七周期第A 族元素B.Ts 的同位素原子具有相同的电子数C.Ts 在同族元素中非金属性最弱D.中子数为 176 的 Ts 核素符号是 117176TsD3.随着科学技术的不断进步,研究物质的手段和途径越来越多,N5+、H3、O4、C60 等已被发现。下列有关说法正确的是()A.N5+中含有
7、36 个电子B.O2 与 O4 属于同分异构体C.C60 和 12C、14C 互为同位素D.H2 与 H3 属于同素异形体D4.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,元素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X与氢形成的原子个数比为11的化合物有很多种 B.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构 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 B5.(2019天津实验中学高三月考)X、Y、
8、Z、W为前20号原子序数依次递增的四种元素,X与Y能形成X2Y和X2Y2两种常温下呈液态的化合物,Z原子的原子序数为最外层电子数的3倍,等物质的量的单质W所含电子数为化合物X2Y电子数的两倍,则以下说法错误的是()A.氢化物的热稳定性为YZ B.X2Y2的电子式为 C.WY2中既含有共价键又含有离子键 D.WX2能与X2Y反应生成X2 XYYX B元素周期律 元素周期表 1.有关“位”“构”“性”题目解题思维路径 (1)掌握五个关系式。质子数=原子序数,电子层数=周期数,最外层电子数=主族序数,主族元素的最高 正价=主族序数(O、F 除外),负价=主族序数-8(2)熟练掌握周期表中的一些特 殊
9、规律。熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规 律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性;(2)气态氢化物的热稳定性;(3)最高价氧化物对应水化物 的酸碱性;(4)金属与H2O 或酸反应的难 易程度。(1)原子结构决定元素原 子得失电子的能力。(2)同主族元素最外层电子 数相同,化学性质相似。(3)通过原子结构判断元素金 属性和非金属性的强弱。(4)正确推断原子半径和离子 半径的大小及结构特点。2.粒子半径大小比较的三种方法(1)运用元素周期表进行比较。同周期元素从左到右(稀有气体元素除外),原子半径逐渐减小,如第三周期r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)
10、;同主族元素从上到下,原子半径、离子半径逐渐增大,如第A族原子r(F)r(Cl)r(Br)r(I);第A族阴离子r(F-)r(Cl-)r(Br-)r(I-)。(2)运用“同层比核,同核比层”进行比较。“同层比核”如:Na+与F-、Cl-与S2-的电子层数相同,核电荷数越大,原子核对电子的引力越大,半径越小;同理,“同核比层”如:Na与Na+的核电荷数相同,核外电子层越多,原子(或离子)半径越大。(3)综合比较。上述两种方法的综合,如电子层和核电荷数都不相同的,一般可通过寻找参照物进行比较。如比较r(Al3+)与r(S2-)的大小,可找出与S同主族的O,然后进行比较。r(Al3+)r(O2-)、
11、r(O2-)r(S2-),所以r(Al3+)r(S2-)。3.元素金属性、非金属性强弱的比较 金属性 本质 原子越易失电子,金属性越强(与原子失电子数目无关)判断方法 在金属活动性顺序中越靠前,金属性越强 单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强 单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强 最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强 若 Xn+YX+Y+,则 Y 比 X 的金属性强 元素在周期表中的位置:左边或下方元素的金属性强 非金属性 本质 原子越易得电子,非金属性越强(与原子得电子数目无关)判断方法 与 H2 化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强 单质氧化性越强或阴离子还原性
12、越弱,非金属性越强 最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强 元素在周期表中的位置:右边或上方元素的非金属性强 例2五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物的水溶液呈碱性,C和E形成的化合物的水溶液呈中性。回答下列问题:(1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 。(填元素符号)(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示)。(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学键类型为 。
13、(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 。(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 。(6)单质E与水反应的离子方程式为 。答案:(1)Na Cl(2)PH3(3)NH4Cl 离子键和共价键(4)H3PO4(5)2P+5Cl22PCl5 PCl3(6)Cl2+H2OH+Cl-+HClO解析:由A与B、D、E三种元素均能形成共价化合物可知,该四种元素为非金属元素,结合A和B形成的化合物的水溶液呈碱性可知,A为H,B为N,则C为Na,D为P;又因为C和E形成的化合物的水溶液呈中性,可知E为Cl。(1)依据原子半径变化规律,先看电子层数,
14、再看核电荷数,可确定原子半径最大的为Na,依据元素周期律可确定非金属性最强的为Cl。(2)H和N、P、Cl形成的共价化合物中热稳定性最差的为PH3。(3)NH3与HCl反应生成离子化合物NH4Cl,其中含离子键和共价键。(4)P的最高价氧化物对应水化物为磷酸。(5)P与Cl2反应,Cl2足量时生成PCl5;Cl2不足时,生成PCl3。(6)氯气溶于水后有一部分生成盐酸和次氯酸,但次氯酸是弱酸,离子方程式中保留化学式。思维建模解答元素推断题的思维路径(1)已知元素原子或离子的核外电子排布:核外电子排布电子层数、最外层电子数周期序数、族序数单质及化合物的性质(2)已知元素单质或化合物的性质(特性)
15、:元素单质及化合物的特性元素名称或符号原子结构在元素周期表中的位置(3)已知元素在周期表中的位置:-25-突破点1 突破点2 考点整合筑基础热点突破悟方法迁移训练提能力1.(2018天津理综)下列有关物质性质的比较,结论正确的是()A.溶解度:Na2CO3NaHCO3 B.热稳定性:HClPH3 C.沸点:C2H5SHC2H5OH D.碱性:LiOHNH3SiH4 B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物 C.如图所示实验可证明元素的非金属性:ClCSi D.用中文“”(o)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族 C3.(2019全国)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其
16、中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是()A.WZ的水溶液呈碱性 B.元素非金属性的顺序为XYZ C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸 D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构 C-28-4.(2016天津理综改编)下表为元素周期表的一部分。碳 氮 Y X 硫 Z 回答下列问题:(1)Z元素在周期表中的位置为。(2)表中元素原子半径最大的是 (写元素符号)。(3)下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是 。A.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊 B.在氧化还原反应中,1 mol Y单质比1 mol S得电子多 C.Y和S两元素的简
17、单氢化物受热分解,前者的分解温度高-29-(4)X与Z两元素的单质反应生成1 mol X的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ。已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和58,写出该反应的热化学方程式:。(5)碳与镁形成的1 mol化合物Q与水反应,生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烃,该烃分子中碳氢质量比为91,烃的电子式为 。Q与水反应的化学方程式为 。(6)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由上表中两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1 L 2.2 molL-1 NaOH溶液和1 mol O2,则两种气体的化学式及物质的量分别为 ,生成硫酸铜物质的量为 。答案:(1)第三周期第A 族(2)Si(3)AC(4)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)H=-687 kJmol-1(5)HCCCHHH Mg2C3+4H2O2Mg(OH)2+C3H4(6)NO:0.9 mol、NO2:1.3 mol 2 mol