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1、專題專題五五 物質結構與元素周期律物質結構與元素周期律知識精講考點一微粒結構及相互作用力原子結構、離子結構是物質結構的核心內容，同樣也是高考的重要考點。復習時，注意掌握常用規(guī)律，提高解題能力；重視知識遷移、規(guī)范化學用語。根據考綱，應從以下六個方面掌握。1.突破原子或離子微粒組成的“數量關系”中性原子：核電荷數核內質子數核外電子數原子序數陰離子：核外電子數質子數所帶的電荷數陽離子：核外電子數質子數所帶的電荷數2.正確把握一個信息豐富的符號如過氧根離子3.辨析“四同”概念同位素同素異形體同分異構體同系物概念質子數相同，中子數不同的同一種元素的原子之間互為同位素同種元素組成的結構不同的單質之間互為同

2、素異形體分子式相同，結構不同的化合物互為同分異構體結構相似，在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質互稱同系物對象原子之間單質之間一般為有機化合物之間有機化合物化學性質幾乎完全相同相似，一定條件下可以相互轉變可能相似也可能不同相似實例金剛石、石墨、C60；紅磷、白磷；O2與O3CH3COOH與HCOOCH3如甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸4.注意易混淆的問題(1)同種元素，可以有若干種不同的核素，即核素種類遠大于元素種類。(2)元素有多少種核素，就有多少種原子。(3)同位素是同一元素不同原子的互相稱謂，不指具體原子。(4)同一元素的不同同位素原子其質量數不同，核外電子層結構相同

3、，其原子、單質及其構成的化合物的化學性質幾乎完全相同，只是某些物理性質略有差異。 5.巧記10e、18e 微粒10電子體和18電子體是元素推斷題的重要突破口。以Ne為中心記憶10電子體：以Ar為中心記憶18電子體：此外，由10電子體中的CH4、NH3、H2O、HF失去一個H剩余部分的CH3、NH2、OH、F為9電子體，兩兩組合得到的物質如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也為18電子體。6.正確理解微粒間的相互作用力(1)當一個化合物中只存在離子鍵時，該化合物是離子化合物。(2)當一個化合物中同時存在離子鍵和共價鍵時，該化合物是離子化合物。(3)當化合物中只存在共價鍵時，該化

4、合物才是共價化合物。(4)在離子化合物中一般既含有金屬元素又含有非金屬元素(銨鹽除外)；共價化合物一般只含有非金屬元素，但個別含有金屬元素，如AlCl3也是共價化合物；只含有非金屬元素的化合物不一定是共價化合物，如銨鹽。(5)非金屬單質只有共價鍵(稀有氣體除外)。(6)氣態(tài)氫化物是共價化合物，只含共價鍵，而金屬氫化物(如NaH)是離子化合物，含離子鍵。(7)離子晶體熔化時破壞離子鍵，原子晶體熔化時破壞共價鍵，而分子晶體熔化時破壞分子間作用力。(8)分子的穩(wěn)定性與分子間的作用力無關，而與分子內部的化學鍵的強弱有關。題組集訓題組一辨析概念比較數量1.(2014上海，1)“玉兔”號月球車用Pu作為熱

5、源材料，下列關于Pu的說法正確的是()A.Pu與U互為同位素B.Pu與Pu互為同素異形體C.Pu與U具有完全相同的化學性質D.Pu與Pu具有相同的最外層電子數解析本題考查同位素。Pu與U是兩種不同的元素，Pu與Pu的質子數相同(質子數核外電子數)，中子數不同，互為同位素，故D正確。答案D2.現(xiàn)有下列幾組粒子：N2、CO、C2H2；NH、H3O、OH；C、O、CN；PO、SO、ClO。對上述四組粒子歸類正確的是()A.質子數相等、電子數和原子數不相等：B.質子數和電子數相等、原子數不相等：C.電子數相等、質子數和原子數不相等：D.原子數和電子數相等、質子數不相等：解析本題考查一些陰離子、陽離子和

6、分子的電子數、質子數的計算。陽離子：電子總數質子總數所帶的電荷總數；陰離子：電子總數質子總數所帶的電荷總數。N2、CO、C2H2的質子數和電子數都等于14，原子數不等；NH、H3O、OH的原子數和質子數不等，電子數都為10；CN的原子數和電子數都相等，質子數不同；P、S、Cl所含的電子數分別為15、16、17，酸根離子中所含氧原子數均相等，得電子數依次為3、2、1，三種酸根離子所含的總電子數相等(1832)、原子數都為5，但三種酸根離子的質子數不相等。答案D題組二等電子微粒的正確判斷與靈活應用3.(2014上海，7)下列各組中兩種微粒所含電子數不相等的是()A.H3O 和OHB.CO和N2C.

7、HNO2和NOD.解析本題考查微粒中電子數目的計算。CH中的電子數為8，NH中電子數為10，二者不相等。D4.已知A、B、C、D四種物質均是由短周期元素原子組成的，它們之間有如圖所示的轉化關系，且A是一種含有18電子的微粒，C是一種含有10電子的微粒。請完成下列各題：(1)若A、D均是氣態(tài)單質分子，寫出A與B反應的化學方程式：_。(2)若B、D屬同主族元素的單質分子，寫出C的電子式：_。(3)若A、B均是含2個原子核的微粒，其中B中含有10個電子，D中含有18個電子，則A、B之間發(fā)生反應的離子方程式為_。(4)若D是一種含有22電子的分子，則符合如圖關系的A的物質有_(寫物質的化學式，如果是有

8、機物則寫相應的結構簡式)。解析(1)18電子的氣態(tài)單質分子為F2，則C為HF、B為H2O、D為O2，反應方程式為2F22H2O=4HFO2。(2)B、D為同主族元素的單質，且A含有18個電子，C含有10個電子時，則B為O2、A為H2S、C為H2O、D為S，即2H2SO2=2H2O2S。(3)含2個原子核的18電子的微粒為HS，10電子的微粒為OH，反應離子方程式為HSOH=S2H2O。(4)含22電子的分子為CO2，則A為含18電子的含C、H或C、H、O的化合物，可能為CH3CH3和CH3OH。答案(1)2F22H2O=4HFO2(2)(3)HSOH=S2H2O(4)CH3CH3、CH3OH題

9、組三微粒組成與相互作用力5.(2012大綱全國卷，6)下列有關化學鍵的敘述，正確的是()A.離子化合物中一定含有離子鍵B.單質分子中均不存在化學鍵C.含有極性鍵的分子一定是極性分子D.含有共價鍵的化合物一定是共價化合物解析特別注意：離子化合物中一定含有離子鍵，共價化合物中一定含有共價鍵；含有離子鍵的化合物一定是離子化合物，但含有共價鍵的化合物不一定為共價化合物，如NaOH、NH4Cl等，故A項正確，D項錯誤；化學鍵既可以存在于化合物中，也可以存在于雙原子或多原子的單質分子中，如O2、O3，故B項錯誤；C項中，含有極性鍵的分子不一定是極性分子，若分子結構對稱，則為非極性分子，如CO2、CH4等為

10、非極性分子。答案A6.(2014上海，4)在“石蠟液體石蠟石蠟蒸氣裂化氣”的變化過程中，被破壞的作用力依次是()A.范德華力、范德華力、范德華力B.范德華力、范德華力、共價鍵C.范德華力、共價鍵、共價鍵D.共價鍵、共價鍵、共價鍵解析本題考查微粒之間的作用力?！笆炓后w石蠟石蠟蒸氣”是石蠟的固、液、氣三種狀態(tài)的轉變，屬于物理變化，需要克服分子之間的作用力即范德華力，“石蠟蒸氣裂化氣”是化學變化，破壞的是化學鍵，所以選B。B考點二正確把握元素周期表多角度運用元素周期律知識精講在歷年高考中，元素周期表、元素周期律的知識點屬于高頻考點，往往以選擇題、填空題形式出現(xiàn)。在綜合題部分，會以元素化合物知識為載

11、體，結合物質的性質，根據元素周期律進行定性推斷和運用。在復習時，可從以下三個方面突破。1.強化認識元素周期表的結構(1)記住元素周期表的18個縱行及對應的族(2)記住元素周期表的邊界(3)記住元素周期表的一些特點短周期元素只有前三周期；主族中只有A族元素全部為金屬元素；A族元素不等同于堿金屬元素，H元素不屬于堿金屬元素；元素周期表第18列是0族，不是A族，第8、9、10三列是族，不是B族；長周期不一定是18種元素，第六周期有32種元素。2.探究元素周期表中的規(guī)律(1)電子排布規(guī)律最外層電子數為1或2的原子可以是A族、A族或副族元素的原子；最外層電子數是37的原子一定是主族元素的原子，且最外層電

12、子數等于主族的族序數。(2)序數差規(guī)律同周期相鄰主族元素原子的“序數差”規(guī)律a.除第A族和第A族外，其余同周期相鄰元素序數差為1。b.同周期第A族和第A族為相鄰元素，其原子序數差為第2、3周期時相差1，第4、5周期時相差11，第6、7周期時相差25。同主族相鄰元素的“序數差”規(guī)律a.第2、3周期的同族元素原子序數相差8。b.第3、4周期的同族元素原子序數相差有兩種情況：第A族、A族相差8，其他族相差18。c.第4、5周期的同族元素原子序數相差18。d.第5、6周期的同族元素原子序數鑭系之前的相差18，鑭系之后的相差32。e.第6、7周期的同族元素原子序數相差32。(3)奇偶差規(guī)律元素的原子序數

13、與該元素在周期表中的族序數和該元素的主要化合價的奇偶性一致。若原子序數為奇數時，主族族序數、元素的主要化合價均為奇數，反之則均為偶數(N、Cl元素除外，N元素有多種價態(tài)，Cl元素也有ClO2)。0族元素的原子序數為偶數，其化合價看作0。(4)半徑大小比較規(guī)律在中學化學要求的范疇內，可按“三看”規(guī)律來比較粒子半徑的大?。骸耙豢础彪娮訉訑担寒旊娮訉訑挡煌瑫r，電子層數越多，半徑越大。例：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs) r(O2)r(S2)r(Se2)r(Na)r(Fe)r(Fe2)“二看”核電荷數：當電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小。例：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si

14、)r(P)r(S)r(Cl)r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)“三看”核外電子數：當電子層數和核電荷數均相同時，核外電子數越多，半徑越大。例：r(Cl)r(Cl)r(Fe2)r(Fe3)(5)元素金屬性、非金屬性強弱規(guī)律非金屬性比較本質原子越易失電子，金屬性越強判斷依據在金屬活動性順序中位置越靠前，金屬性越強單質與水或非氧化性酸反應越劇烈，金屬性越強單質還原性越強或離子氧化性越弱，金屬性越強最高價氧化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強若XnYXYm，則Y金屬性比X強非金屬性比較本質 原子越易得電子，非金屬性越強判斷依據與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強單質氧化性

15、越強，陰離子還原性越弱，非金屬性越強最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬性越強AnBBmA，則B非金屬性比A強 3.重視幾個易忽略的問題(1)比較物質非金屬性強弱時，應是最高價氧化物對應水化物酸性的強弱，而不是非金屬元素對應氫化物酸性的強弱。(2)所含元素種類最多的族是B族，形成化合物種類最多的元素在第A族。(3)化學鍵影響物質的化學性質，如穩(wěn)定性等；分子間作用力和氫鍵影響物質的物理性質，如熔、沸點等。(4)并非所有非金屬元素的氫化物分子間都存在氫鍵，常見的只有非金屬性較強的元素如N、O、F的氫化物分子間可形成氫鍵。(5)金屬性是指金屬氣態(tài)原子失電子能力的性質，金屬活動性是指在水溶液中，金

16、屬原子失去電子能力的性質，二者順序基本一致，僅極少數例外。如金屬性PbSn，而金屬活動性SnPb。(6)利用原電池原理比較元素金屬性時，不要忽視介質對電極反應的影響。如AlMgNaOH溶液構成原電池時，Al為負極，Mg為正極；FeCuHNO3(濃)構成原電池時，Cu為負極，F(xiàn)e為正極。題組集訓1.(2014海南，2)下列有關物質性質的說法錯誤的是()A.熱穩(wěn)定性：HClHIB.原子半徑：NaMgC.酸性：H2SO3H2SO4D.結合質子能力：S2Cl題組一記住規(guī)律，把握特殊，準確判斷解析A項，同主族自上而下，元素非金屬性減弱，非金屬性越強氫化物越穩(wěn)定，故穩(wěn)定性HClHI，正確；B項，同周期從左

17、到右，元素原子半徑逐漸減小，所以原子半徑：NaMg，正確；C項，H2SO3屬于中強酸，H2SO4屬于強酸，故酸性：H2SO4H2SO3，錯誤；D項，酸性越弱，酸越難電離，對應的酸根離子越易結合氫離子，因為HCl酸性強于H2S，所以結合質子能力：S2Cl，正確。答案C2.(2014山東理綜，8)根據原子結構及元素周期律的知識，下列推斷正確的是()A.同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數的增加而減弱B.核外電子排布相同的微?；瘜W性質也相同C.Cl、S2、Ca2、K半徑逐漸減小D.得電子能力相同解析A項，同主族的非金屬元素，從上到下非金屬性逐漸減弱，最高價含氧酸的酸性依次減弱。含氧酸不一定是最高價含氧酸

18、，該選項錯誤；B項，K、Ca2、S2、Cl的核外電子排布相同，都是，但化學性質不同，如S2、Cl具有還原性，而K、Ca2具有氧化性，該選項錯誤；3.(2014上海，6)今年是門捷列夫誕辰180周年。下列事實不能用元素周期律解釋的只有()A.堿性：KOHNaOHB.相對原子質量：ArKC.酸性：HClO4H2SO4D.元素的金屬性：MgAl解析本題考查元素周期律。元素周期律是隨著原子序數的增大，元素的化學性質(原子半徑、最高正價和最低負價、金屬性與非金屬性等)出現(xiàn)了周期性的遞變規(guī)律；而元素的相對原子質量在數值上近似等于質子數中子數，與元素周期律無關。B4.(2014廣東理綜，23改編)甲辛等元素

19、在周期表中的相對位置如右表。甲與戊的原子序數相差3，戊的一種單質是自然界硬度最大的物質，丁與辛屬同周期元素，下列判斷正確的是()A.金屬性：甲乙丁B.原子半徑：辛己戊C.丙與庚的原子核外電子數相差3D.乙的單質在空氣中燃燒生成只含離子鍵的化合物題組二根據位置，推斷元素，靈活應用解析根據特征法(周期表的特殊結構和微粒的特殊性質等)確定出具體元素的名稱，再結合元素周期律的知識，逐項進行分析判斷。由“戊的一種單質是自然界硬度最大的物質”可知戊為碳元素；由“甲與戊的原子序數相差3”可知，甲為鋰元素。A項，同主族元素從上到下金屬性逐漸增強，即金屬性乙甲，A錯誤；B項，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，

20、同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，即原子半徑大小順序為庚己戊，辛庚，因此原子半徑大小順序為辛己戊，B正確；C項，根據元素周期表的結構可知丙和庚在第四周期中，排在A族和A族元素中間的是10種過渡金屬元素，從而可知丙與庚的原子序數差為13，C錯誤；D項，鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉，其中的過氧根離子中存在共價鍵，D錯誤。答案B5.(2014浙江理綜，9)如表所示的五種元素中，W、X、Y、Z為短周期元素，這四種元素的原子最外層電子數之和為22。下列說法正確的是()A.X、Y、Z三種元素最低價氫化物的沸點依次升高B.由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價鍵C.物質WY2、W3X4、WZ4均有熔點高

21、、硬度大的特性D.T元素的單質具有半導體的特性，T與Z元素可形成化合物TZ4XYWZT解析由W、X、Y、Z為短周期元素，這四種元素的原子最外層電子數之和為22，及W、X、Y、Z、T在元素周期表中的位置關系，確定這五種元素分別是X為氮、Y為氧、Z為氯、W為硅、T為鍺。A項中，NH3、H2O、HCl三種氫化物沸點的高低順序為H2ONH3HCl，該項錯誤；B項中，由N、O、H三種元素形成的化合物NH4NO3中存在離子鍵，該項錯誤；C項中，SiO2、Si3N4、SiCl4中SiO2、Si3N4為原子晶體，熔點高、硬高大，SiCl4為分子晶體，熔點低、硬度小，該項錯誤；D項中，鍺為半導體材料，可以形成G

22、eCl4，所以該項正確。答案D方法技巧 “位位構構性性”之間的關系之間的關系考點三元素推斷及綜合運用知識精講元素推斷題是高考考查的熱點，這類題往往將元素化合物的知識、物質結構理論、化學基本理論等知識串聯(lián)起來，綜合性較強，難度較大。解題的關鍵是正確推斷元素。常用方法有：1.根據原子或離子的結構示意圖推斷(1)已知原子結構示意圖，可由下列等式確定元素在周期表中的位置和元素的種類：電子層數周期數，最外層電子數主族序數。如果已知離子的結構示意圖，則須將其轉化為原子結構示意圖來確定。(2)電子層結構相同的微粒：陰離子對應的元素在具有相同電子層結構的稀有氣體元素的前面，陽離子對應的元素在具有相同電子層結構

23、的稀有氣體元素的下一周期的左邊位置，簡稱“陰前陽下”。 2.根據元素化合價的特征關系推斷(1)根據等式確定元素在周期表中的位置：最高正化合價數最外層電子數主族序數(O、F除外)。(2)如果已知負化合價(或陰離子的符號)，則須用等式先求出最高正化合價：最高正化合價8|負化合價|，再確定元素在周期表中的位置。3.根據原子半徑的遞變規(guī)律推斷根據原子半徑來推斷元素的相對位置：同周期中左邊元素的原子半徑比右邊元素的原子半徑大，同主族中下邊元素的原子半徑比上邊元素的原子半徑大。 4.根據元素的原子結構特征推斷(1)利用元素的原子結構特征確定元素在周期表中的位置：最外層電子數等于或大于3(小于8)的一定是主

24、族元素。最外層有1個或2個電子，則可能是A或A族元素，還有可能是副族、族或0族元素氦。次外層電子數是2的元素在第2周期；次外層電子數是8的元素在第3周期或第4周期的A、A族；最外層電子數比次外層電子數多的元素一定位于第2周期。某元素陰離子的最外層電子數與次外層電子數相同，該元素位于第3周期；若為陽離子，則對應元素位于第4周期。(2)利用元素的特征來推斷元素的位置：如根據“形成化合物最多的元素”、“空氣中含量最多的元素”、“地殼中含量最多的元素”等特征來推斷。5.根據稀有氣體的原子序數推斷各周期最后的元素都是稀有氣體元素，其原子序數的數值實際上等于前幾周期的元素種數之和。熟記這些原子序數，對推斷

25、某元素在周期表中的位置很有幫助。題組集訓1.(2014江蘇，9)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大。X原子的最外層電子數是其內層電子數的2倍，Y是地殼中含量最高的元素，Z2與Y2具有相同的電子層結構，W與X同主族。下列說法正確的是()A.原子半徑的大小順序：r(W)r(Z)r(Y)r(X)B.Y分別與Z、W形成的化合物中化學鍵類型相同C.X的最高價氧化物對應的水化物的酸性比W的弱D.Y的氣態(tài)簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強題組一元素推斷的基本應用解析短周期主族元素X原子的最外層電子數是其內層電子數的2倍，則X是C元素；Y是地殼中含量最高的元素，則Y是O元素；Z2與Y2具有相同的電子層結

26、構，則Z是Mg元素；W與X同主族，則W是Si元素。A項，原子半徑大小順序為r(Mg)r(Si)r(C)r(O)；B項，O與Mg元素形成離子鍵，O與Si元素形成共價鍵，化學鍵類型不同；C項，C元素的非金屬性強于Si元素，則H2CO3的酸性強于H2SiO3；D項，O元素的非金屬性強于Si元素，則H2O的穩(wěn)定性強于SiH4。答案D2.幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表：下列說法正確的是()A.元素X和Q形成的化合物中不可能含有共價鍵B.X、Z、R的最高價氧化物的水化物之間可兩兩相互反應C.Q2比R3更容易失去電子D.M(OH)2的堿性比XOH的堿性強元素代號XYZMRQ原子半徑(1010m)

27、1.860.991.431.600.750.74主要化合價最高正價17325最低負價132解析根據原子半徑的大小關系和元素的主要化合價，可以推斷X為Na，Y為Cl，Z為Al，M為Mg，R為N，Q為O。A項，Na和O2反應生成的Na2O2中含有共價鍵；C項，N3比O2更容易失去電子；D項，NaOH的堿性大于Mg(OH)2。答案B3.(1)某短周期元素組成的分子的球棍模型如圖所示。已知分子中所有原子的最外層均達到8電子穩(wěn)定結構，原子間以單鍵相連。下列有關說法中錯誤的是()A.X原子可能為A族元素B.Y原子一定為A族元素C.該分子中，既含極性鍵，又含非極性鍵D.從圓球的大小分析，該分子可能為N2F4

28、題組二元素推斷的綜合應用(2)若上述模型中Y原子最外層達到2電子穩(wěn)定結構且其相對分子質量與O2相同，則該物質的分子式為_，它與P2H4常溫下均為氣體，但比P2H4易液化，常用作火箭燃料，其主要原因是_。.已知X、Y、Z、W四種元素分別是元素周期表中連續(xù)三個短周期的元素，且原子序數依次增大。X、W同主族，Y、Z為同周期的相鄰元素。W原子的質子數等于Y、Z原子最外層電子數之和。Y的氫化物分子中有3個共價鍵，試推斷：(1)X、Z兩種元素的元素符號：X_、Z_。(2)由以上元素中兩兩形成的化合物中：溶于水顯堿性的氣態(tài)氫化物的電子式為_，它的共價鍵屬于_(填“極性”或“非極性”)鍵；含有離子鍵和非極性共

29、價鍵的化合物的電子式為_；含有極性共價鍵和非極性共價鍵的化合物的電子式為_。(3)由X、Y、Z所形成的常見離子化合物是_(寫化學式)，該化合物與W的最高價氧化物對應的水化物的濃溶液加熱時反應的離子方程式為_；X與W形成的化合物與水反應時，水是_(填“氧化劑”或“還原劑”)。(4)用電子式表示W與Z形成W2Z的過程：_。解析.(1)根據球棍模型可知，該物質的電子式為所以X為第A族元素，Y為第A族元素，B項錯誤。(2)由于Y為H元素，所以該物質的分子式為N2H4，N2H4分子之間形成氫鍵，使N2H4沸點升高易液化。.根據已知條件可以推斷，Z為O，Y為N，W為Na，X為H。(3)NH4NO3是離子化合物，NH4NO3與濃NaOH加熱時發(fā)生反應：NHOHNH3H2ONaH和H2O反應生成NaOH和H2，H2O是氧化劑。 答案.(1)B(2)N2H4N2H4分子之間形成氫鍵，致使N2H4沸點升高易液化.(1)HO(2) 極性 (3)NH4NO3NHOHNH3H2O氧化劑(4)