2021高考化学二轮复习专题五物质结构与性质元素周期律课件

1、专题五物质结构与性质元素周期律专题五物质结构与性质元素周期律第二部分第二部分考情分考情分析析 备考备考定向定向备考要点说明 1.原子结构与元素的性质(1)了解元素、核素和同位素的含义。(2)了解原子的构成和原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理;能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和电子排布图(轨道表示式);了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。(3)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。掌握同周期、同主族元素性质递变规律与原子结构的关系。(4)了解电离能、电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。备考要点说明 2.化学键与分子结构(

2、1)了解化学键的定义。(2)理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。(3)了解共价键的形成、极性、类型(键和键)。了解配位键的含义。能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。(4)了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。备考要点说明 3.分子间作用力与物质的性质了解范德华力、氢键的含义及对物质性质的影响。并能解释氢键对物质性质的影响。4.晶体结构与性质(1)了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。不同类型的晶体结构与性质的关系(2)了解晶格能的概念,了解晶格

3、能对离子晶体性质的影响。(3)理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。(4)了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。核心价值引领2017年9月,美、俄科学家利用计算机模型设计出比水还轻的超轻晶体铝。有望用于航天飞机和汽车等领域制造超轻部件。这次获得的新晶体密度只有0.61 gcm-3,不仅密度显著低于传统金属铝(2.7 gcm-3),还意味着其能漂浮在水面上。该晶体以大家熟知的钻石为基础,将其中的每个碳原子用铝原子取代,得到了类似钻石的四面体结构晶体铝。进一步计算后,我们发现,这是一种非常稳定的全新超轻晶体铝结构。这是科学家运用物质

4、结构的相关理论,从元素周期表中寻找替代元素,基于一种已知结构来设计新材料,更好地为人类服务,这就是我们学习物质结构、元素周期律的意义所在。高频高频考点考点 能力能力突破突破考点一考点一原子结构化学用语原子结构化学用语【真题示例】【真题示例】 其中元素x、y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是()a 的相对原子质量为26b.x、y均可形成三氯化物c.x的原子半径小于y的d.y仅有一种含氧酸答案 b解析 依据题给的反应过程,可确定w=27。根据x、y的最外层电子数之和为8,y原子的质子数比x原子的质子数多2,可以得出x原子最外层电子数为3,y原子最外层电子数为5,可以判定x为铝元素,y为磷元素

5、。由上述分析可知a项错误;al、p两元素均可形成三氯化物alcl3和pcl3,b项正确;al、p两元素位于同一周期且原子序数p大于al,故原子半径al大于p,c项错误;磷元素的常见含氧酸有h3po4、h3po2、hpo2等,d项错误。2.(2020浙江选考)下列说法正确的是()a.35cl和37cl是两种不同的元素b.单晶硅和石英互为同素异形体c.hcooh和hoch2cho互为同系物d.h与na在元素周期表中处于同一主族答案 d解析 35cl和37cl同是氯元素,二者互为同位素,a项错误;单晶硅是硅单质,石英的主要成分是sio2,b项错误;hcooh和hoch2cho不是同类物质,不是互为同

6、系物,c项错误。3.(2020江苏化学)反应8nh3+3cl2 = 6nh4cl+n2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是()b.n2分子的电子式:nnc.cl2分子的结构式:clcld.cl-的结构示意图:答案 c 4.(2019北京理综)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49in)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37rb)同周期。下列说法不正确的是()a.in是第五周期第a族元素b 的中子数与电子数的差值为17c.原子半径:inald.碱性:in(oh)3rboh

7、答案 d解析 in与al同主族,是第五周期第a族元素,a正确 的中子数是66,电子数是49,差值为17,b正确;根据元素周期律,同主族从上到下,元素原子半径依次增大,故原子半径:inal,c正确;根据元素周期律,同周期从左到右,主族元素原子半径依次减小,金属性渐弱,最高价氧化物对应水化物碱性渐弱,故碱性:rbohin(oh)3,d项错误。5.(2019江苏卷)反应nh4cl+nano2 = nacl+n2+2h2o放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是()答案 d 6.(2019浙江4月选考)下列表示不正确的是() 答案 a解析 a项,次氯酸分子中氢原子应

8、与氧原子形成共用电子对,电子式为 ,所以错误,符合题意;b项,丁烷中有4个碳原子和10个氢原子,符合丁烷的球棍模型书写要求,所以正确,不符合题意;c项,乙烯分子中碳与碳原子间形成碳碳双键,符合乙烯结构简式的书写要求,所以正确,不符合题意;d项,碳原子的质子数为6,当中子数为8时,其质量数为14,因此符合碳原子的书写要求,所以正确,不符合题意。7.(2019北京理综)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)()a.nacl = na+cl-b.cucl2 = cu2+2cl-nacl溶于水 电解cucl2溶液 c.ch3cooh ch3coo-+h+d.h2(g)+c

9、l2(g) = 2hcl(g)h=-183 kjmol-1ch3cooh在水中电离 h2与cl2反应能量变化 答案 b解析 氯化钠是强电解质,在水中完全电离生成水合na+和水合cl-,a正确;用惰性电极电解cucl2溶液,电解反应的化学方程式为cucl2 cu+cl2,b项中方程式是cucl2的电离方程式,cucl2的电离不是在通电条件下发生的,b错误;c项中图示为醋酸在水中的部分电离,c正确;根据反应热(h)=反应物总键能-生成物总键能,反应h2(g)+cl2(g) = 2hcl(g)的h=(436 kjmol-1+243 kjmol-1)-(2431 kjmol-1)=-183 kjmol

10、-1,d项正确。8.(2019海南化学)自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:(1)2016年iupac确认了四种新元素,其中一种为mc,中文名为“镆”。元素mc可由反应(2)mc位于元素周期表中a族,同族元素n的一种氢化物为nh2nh2,写出该化合物分子的电子式,该分子内存在的共价键类型有。 (3)该族中的另一元素p能呈现多种化合价,其中+3价氧化物的分子式为,其常见+5价简单含氧酸的分子式为。 (3)设p元素的氧化物为pxoy,由于p为+3价,o为-2价,根据化合物中元素正负化合价代数和等于0可得,3x=2y,所以xy=2

11、 3,结合白磷的正四面体结构可知,该氧化物的化学式为p4o6;p元素的+5价简单含氧酸的分子式为h3po4。9.(1)(2019全国节选)fe成为阳离子时首先失去轨道电子,sm的价层电子排布式为4f66s2,sm3+价层电子排布式为。 比较离子半径:f-(填“大于”“等于”或“小于”)o2-。 (2)(2019全国节选)在元素周期表中,与li的化学性质最相似的邻族元素是,该元素基态原子核外m层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。 (3)(2019江苏化学节选)cu2+基态核外电子排布式为。 答案 (1)4s4f5小于(2)mg相反(3)ar3d9或1s22s22p63s23p63d9解析

12、(1)铁原子的电子排布式为ar3d64s2,fe原子成为阳离子时首先失去最外层4s轨道中的电子成为fe2+;根据sm的价电子排布式4f66s2可知,由sm生成sm3+要失去最外层6s能级上的2个电子和4f能级上的1个电子。由于f-与o2-的核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径反而越小,故离子半径f-o2-。(2)根据元素周期律可知,与li元素处于“对角线”位置的元素为mg,两者的化学性质相似。基态mg原子的m层电子排布式为3s2,根据泡利原理可知,这两个电子的自旋状态相反。(3)cu是29号元素,cu2+基态核外电子排布式为ar3d9或1s22s22p63s23p63d9。【方法技巧方法技

13、巧】 核外电子排布式的书写规律(1)当出现d能级时,虽然电子按ns、(n-1)d、np顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前面,如fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,而不是1s22s22p63s23p64s23d6。(2)在书写简化电子排布式时,并不是所有的都是x+外围电子排布式(注:x代表对应元素上一周期稀有气体元素符号)。【必备知识必备知识】 1.原子或离子中各微粒间的数量关系(1)对于原子:质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数。(2)质量数=质子数+中子数。(3)对于阳离子:质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带正电荷数。(4)对于阴离子:

14、质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带负电荷数。2.元素、核素、同位素之间的关系 3.表示基态原子核外电子排布的四种方法 表示方法举例电子排布式cr:1s22s22p63s23p63d54s1简化电子排布式cu:ar3d104s1价电子排布式fe:3d64s2电子排布图(或轨道表示式)o:4.化学用语(1)规范化学用语中的“1图”“8式”“2模型”。1图 结构示意图8式核素表示式电子式8式结构式co2:o=c=ohclo:hocl结构简式乙烯:ch2=ch2乙酸:ch3cooh分子式、化学式臭氧:o3明矾:kal(so4)212h2o最简式(实验式)乙烯:ch2乙酸:ch2o键线式丙烯: ;1

15、-丙醇:2模型球棍模型丙烷:比例模型(填充模型)乙烯:(2)“三步法”判断化学用语的正误。 5.书写电子式的一般思路 【应考训练应考训练】 考向1原子结构与微粒间的关系1.(双选)(2020北京高考模拟题改编)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点,被称为没有核污染的“n2爆弹”。中国科学家胡炳成教授团队近日成功合成全氮阴离子 是制备全氮类物质n10(其中含有 两种离子)的重要中间体。下列说法中不正确的是()a.每个n10中含70个中子b.每个 中含有5个原子核c.每个 中含有36个质子d.n10结构中含非极性共价键和离子键答案 ac 2.(2019山东德州平原一中检测)下列说法

16、不正确的是()质子数相同的粒子一定属于同一种元素同位素的性质几乎相同质子数相同,电子数也相同的粒子,不可能是一种分子和一种离子电子数相同的粒子不一定属于同一种元素一种元素的原子只能有一种质量数某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数a.b.c.d.答案 c解析 质子数相同的粒子不一定属于同种元素,如ch4与h2o不是同种元素,若为原子或单核离子则属于同种元素,错误;互为同位素的原子,核外电子排布相同,最外层电子数决定化学性质,同位素的化学性质几乎完全相同,但物理性质不一定相同,错误;分子中的质子数等于电子数,离子中的质子数不等于电子数,若一种分子与一种离子的质子数相等,则电子数肯定不相等,正

17、确;电子数相同的粒子不一定属于同种元素,如ch4与h2o,na+与mg2+,正确;一种元素可能存在不同的核素,同一元素的原子可能有不同的质量数,错误;元素没有质量数的概念,错误。考向2核外电子排布的规律及应用3.(2020湖南长郡中学一模)某种化合物(如图)由w、x、y、z四种短周期元素组成,其中w、y、z分别位于三个不同的周期,y原子核外最外层电子数是w原子核外最外层电子数的二倍;w、x、y三种元素简单离子的核外电子排布相同。下列说法不正确的是()a.原子半径:wxyxc.x与y、y与z均可形成具有漂白性的化合物d.w与x的最高价氧化物的水化物可相互反应答案 a解析 x可形成+1价的离子,则

18、x为氢、锂或钠,但是w、x、y三种简单离子的核外电子排布相同,则x只能是钠;w、y、z三者分别位于三个不同的周期,则必有一种为氢,根据题目给出的结构式可知z是氢;结合y原子的最外层电子数是w原子的最外层电子数的二倍,且二者简单离子的核外电子排布相同,则只能是氧和铝,根据结构不难发现w是铝,y是氧。根据分析,四种元素的原子半径大小关系为zywxyzb.简单离子的还原性:yxwc.简单离子的半径:wxyzd.氢化物水溶液的酸性:yw答案 c解析 x为短周期元素,其电子总数为最高能级电子数的2倍,z与x可形成淡黄色化合物z2x2,故x为o元素,其核外电子排布式为1s22s22p4,z为na元素。y与

19、w同主族,y为f,w为cl。根据各元素在周期表中的位置关系和递变规律,第一电离能foclna;离子还原性cl-o2-f-;简单离子f-、na+、o2-是电子层结构相同的离子,故离子半径 ,c项符合题目要求。2.(2020全国)w、x、y、z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的核外电子总数满足x+y=w+z;化合物xw3与wz相遇会产生白烟。下列叙述正确的是()a.非金属性:wxyzb.原子半径:zyxwc.元素x的含氧酸均为强酸d.y的氧化物的水化物为强碱答案 d解析 由“w、x、y、z为原子序数依次增大的短周期元素”,再根据“化合物xw3与wz相遇会产生白烟”可知,w为氢元素,x为氮元

20、素,z为氯元素,再依据四种元素的核外电子总数满足x+y=w+z推知,y为钠元素。非金属性:clnhna,a项错误;原子半径:naclnh,b项错误;n的含氧酸中,如hno2就不属于强酸,c项错误;na的氧化物的水化物是naoh,naoh属于强碱,d项正确。3.(2020天津化学)短周期元素x、y、z、w的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是()a.元素电负性:zwb.简单离子半径:wyc.元素第一电离能:zwd.简单氢化物的沸点:xz元素最高价 氧化物的水化物 xyzw分子式h3zo40.1 moll-1溶液对应的ph(25 )1.0013.001.570.70答案 a解析 由z的

21、最高价含氧酸为h3zo4,且0.1 moll-1 h3zo4溶液对应ph=1.57知,z为p;由0.1 moll-1 y的最高价氧化物的水化物的溶液的ph=13知,y为na;由x、y、z、w的原子序数依次增大,且0.1 moll-1 x的最高价氧化物的水化物的溶液的ph=1可知,x为n,由0.1 moll-1 w最高价氧化物的水化物php;离子半径:s2-na+;因为p原子价层电子排布为3s23p3,3p能级为半充满状态,较稳定,故第一电离能:ps;因为nh3分子间存在氢键,故氢化物的沸点:nh3ph3。4.(2020江苏化学)下列关于na、mg、cl、br元素及其化合物的说法正确的是()a.

22、naoh的碱性比mg(oh)2的强b.cl2得到电子的能力比br2的弱c.原子半径r:r(br)r(cl)r(mg)r(na)d.原子的最外层电子数n:n(na)n(mg)n(cl)br2,错误;c项,na、mg、cl是同一周期元素,原子半径依次减小,错误;d项,na、mg、cl、br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7,错误。5.(2019全国)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中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xyzc.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

23、8电子稳定结构答案 c解析 由题给化合物的结构可知,w为第a族金属元素;z最外层有7个电子,由“z核外最外层电子数是x核外电子数的一半”可知,x核外电子数为14,即x为硅元素;由四种元素为同一短周期元素可知,w为钠元素;z为氯元素;根据化合物中y元素的化合价可推知y为磷元素。nacl的水溶液呈中性,a项错误;元素非金属性的顺序为z(cl)y(p)x(si),b项错误;p的最高价氧化物的水化物为磷酸,是中强酸,c项正确;p原子最外层有5个电子,与si共用两对电子,加上得到na的1个电子,因此最外层满足8电子稳定结构,d项错误。6.(2019全国)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素

24、周期表的一部分,w、x、y、z为短周期主族元素,w与x的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()a.原子半径:wxb.常温常压下,y单质为固态c.气态氢化物热稳定性:zwd.x的最高价氧化物的水化物是强碱wxyz答案 d解析 由表格中元素在周期表中的位置可知,w的最高化合价比x的最高正化合价多2,且两者最高化合价之和为8,所以x的最高化合价为+3价,w的最高化合价为+5价,分别属于a族和a族,因为4种元素均为短周期元素,则w为n,x为al,y为si,z为p。根据同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小,同主族元素原子半径从上到下逐渐增大,可知原子半径nal,a项正确;常温常压下si是固体,b项正

25、确;同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,对应气态氢化物的热稳定性逐渐减弱,则气态氢化物的热稳定性zsi,故简单氢化物的稳定性:ch4sih4,b项正确;碳元素和硅元素可形成sic,但sic属于共价化合物,c项错误;mg可溶于浓硝酸,但硅不与浓硝酸反应,d项错误。8.(2019浙江4月选考)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是()a.第35号元素的单质在常温常压下是液体b.位于第四周期a族的元素为非金属元素c.第84号元素的最高化合价是+7d.第七周期0族元素的原子序数为118答案 c解析 a项,第35号元素位于第四周期a族,为溴元素,溴

26、单质在常温常压下为液态,所以正确,不符合题意;b项,位于第四周期a族元素为as,属于非金属元素,所以正确,不符合题意;c项,第84号元素为第六周期a族,最高正价为+6价,所以错误,符合题意;d项,第一到第七周期的元素种类分别为2、8、8、18、18、32、32,因此第七周期0族元素的原子序数为118,所以正确,不符合题意。9.(2019江苏化学)短周期主族元素x、y、z、w的原子序数依次增大,x是地壳中含量最多的元素,y原子的最外层有2个电子,z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,w与x位于同一主族。下列说法正确的是()a.原子半径:r(w)r(z)r(y)r(x)b.由x、y组成的化合物是离

27、子化合物c.z的最高价氧化物对应水化物的酸性比w的强d.w的简单气态氢化物的热稳定性比x的强答案 b解析 由“x是地壳中含量最多的元素”可知,x为氧元素;y的原子序数大于氧,且原子最外层有2个电子,则y为镁元素;由“z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料”可知,z为硅元素;由“w与x位于同一主族”可知,w为硫元素。原子半径:r(mg)r(si)r(s)r(o),a项错误;mgo属于离子化合物,b项正确;硅酸为弱酸,而硫酸为强酸,c项错误;非金属性:so,稳定性:h2sh2o,d项错误。【方法技巧方法技巧】 “两步”快速突破元素推断题 10.(1)(2019全国节选)下列状态的镁中,电离最外层一个

28、电子所需能量最大的是(填标号)。 (2)(2017江苏化学节选)c、h、o三种元素的电负性由小到大的顺序为。 (3)(2017全国节选)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(e1)。第二周期部分元素的e1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的e1自左而右依次增大的原因是;氮元素的e1呈现异常的原因是 。 答案 (1)a(2)hco(3)同周期元素随核电荷数依次增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大n的2p能级处于半充满状态,具有稳定性,故不易结合一个电子【必备知识必备知识】 1.原子序数与元素位置的“序数差值”规律(1)同周

29、期相邻主族元素的“序数差值”规律。除a族和a族外,其余同周期相邻元素原子序数差为1。同周期a族和a族元素,其原子序数差分别是:第二、三周期相差1,第四、五周期相差11,第六、七周期相差25。(2)同族相邻元素的“序数差值”规律。第二、三周期的同族元素原子序数相差8。第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况:a族、a族相差8,其他族相差18。第四、五周期的同族元素原子序数相差18。第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差18,镧系之后的相差32。第六、七周期的同族元素原子序数相差32。2.通过“三看”比较微粒半径大小在中学化学要求的范围内,可按“三看”规律来比较粒子半径的大小。“一看”电

30、子层数:一般情况下,当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。例如:r(li)r(na)r(k)r(rb)r(cs)、r(o2-)r(s2-)r(se2-)r(na+)。“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。例如:r(na)r(mg)r(al)r(si)r(p)r(s)r(cl)、r(o2-)r(f-)r(na+)r(mg2+)r(al3+)。“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。例如:r(cl-)r(cl)、r(fe2+)r(fe3+)。3.元素金属性、非金属性的多方面比较 本质原子越易失电子,金属性越强在金属活动性顺序中位置越靠前

31、,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,金属性越强若存在反应xn+yx+ym+,则y元素的金属性比x的强本质原子越易得电子,非金属性越强与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,阴离子还原性越弱,非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强若存在反应an-+bxbm-+ay,则b元素的非金属性比a的强4.第一电离能、电负性(1)元素第一电离能的周期性变化规律。一般规律同一周期,随着原子序数的增大,元素的第一电离能呈现增大的趋势,稀有气体元素的第一电离能最大,碱金属元素的

32、第一电离能最小;同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小特殊情况第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能。如同周期主族元素,a族元素的原子最外层s能级全充满、a族元素的原子最外层p能级半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的主族元素(2)电负性大小判断。 规律在周期表中,同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,同主族从上往下逐渐减小方法常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小,如o与cl

33、的电负性比较:hclo中cl为+1价、o为-2价,可知o的电负性大于cl;al2o3是离子化合物、alcl3是共价化合物,可知o的电负性大于cl5.元素推断题通常考查的角度 考查角度 判断分析依据原子半径同周期元素的原子半径随原子序数的增大而减小(不考虑稀有气体元素);同主族元素从上到下,原子半径随电子层数的增多而增大元素化合价同周期元素从左到右,元素的最高正化合价由+1+7,非金属元素的最低负化合价由-4-1(o、f除外);同主族元素的最高正化合价、最低负化合价均相同(氧无最高正价,氟无正价)考查角度 判断分析依据得失电子能力同周期元素从左到右,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强(不考虑

34、稀有气体元素);同主族元素从上到下,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱金属性与非金属性同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强(不考虑稀有气体元素);同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱元素的第一电离能同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势(a和a族元素大于相邻周期元素);同主族元素自上而下,第一电离能逐渐减小考查角度 判断分析依据电负性同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大(稀有气体元素除外);同主族元素自上而下,电负性逐渐减小最高价氧化物对应水化物元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸

35、性越强(f无正价,o无最高正价,不考虑)考查角度 判断分析依据单质的氧化性、还原性一般情况下,元素的金属性越强,单质的还原性越强,简单阳离子的氧化性越弱;元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,简单阴离子的还原性越弱物质的熔点、沸点一般情况下,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,物质的熔点、沸点也越高,如沸点:i2br2f2;nh3、h2o、hf的沸点比同主族其他元素氢化物的沸点高,是因为分子间形成氢键,使物质的沸点升高【应考训练应考训练】 考向1元素周期表的结构1.(2020湖北八校联考)2019年是“国际化学元素周期表年”。1869年门捷列夫把当时已知的元素根据元素

36、性质、相对原子质量等进行排列,预留了甲、乙两种未知元素的位置,并预测了二者的相对原子质量,部分原始记录如下。下列说法错误的是()a.乙元素位于现行元素周期表第四周期a族b.原子半径:甲乙sic.乙的简单气态氢化物的稳定性弱于ch4d.推测乙的单质可以用作半导体材料答案 a解析 由图可知,同一纵列的元素为同一周期元素,而同一横行的元素为同主族元素,由元素的相对原子质量可知,甲、乙的相对原子质量均比as小,as位于第四周期a族,则c、si、乙位于a族,乙为ge,b、al、甲位于a族,甲为ga。乙为ge,位于现行元素周期表第四周期a族,a项错误;同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子

37、半径增大,故原子半径:甲(ga)乙(ge)si,b项正确;碳与ge同主族,非金属性cge,则ge的简单气态氢化物的稳定性弱于ch4,c项正确;乙为ge,在元素周期表中位于金属与非金属的交界处,可用作半导体材料,d项正确。2.(双选)下列有关元素周期表的说法正确的是()a.原子序数之差为2的两种元素不可能位于同一主族b.若d-核外有36个电子,则元素d位于第四周期第a族c.第三、四周期同主族元素的原子序数一定相差8或18d.位于同一周期的甲、乙两种元素,甲位于a族,原子序数为x,乙位于a族,乙的原子序数一定为x+2答案 bc解析 原子序数之差为2的两种元素可能位于同一主族,例如h和li,a项错误

38、;若d-核外有36个电子,则元素d是br,位于元素周期表中第四周期a族,b项正确;第三、四周期同主族元素的原子序数可能相差8,也可能相差18,例如na与k的原子序数相差8,cl与br原子序数相差18,c项正确;位于同一周期的甲、乙两种元素,甲位于a族,原子序数为x,乙位于a族,乙的原子序数不一定为x+2,例如第四周期中相应的两种元素的原子序数相差12,d项错误。考向2元素周期律及其应用3.(2020湖湘名校高三线上自主联合检测)a、b、c、d为短周期元素,a的m电子层有1个电子,工业上采用分离液态空气的方法来生产供医疗急救用的b元素的单质,c与b同族,d与c形成的一种化合物可以溶解单质硫。下列

39、有关说法正确的是()a.原子半径:abcdb.元素非金属性由强到弱的顺序为bcdc.a与b形成的化合物只有离子键d.最高价氧化物对应水化物的酸性:dc答案 b解析 a的m电子层有1个电子,则a为na;工业上采用分离液态空气的方法来生产供医疗急救用的b元素的单质,则b为o;c与b同族且为短周期元素,则c为s;d与c形成的一种化合物可以溶解硫,该物质为cs2,则d为c。同一周期从左到右主族元素原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径增大,因此原子半径nasco,即acdb,故a错误;同一主族从上到下,元素的非金属性减弱,元素非金属性由强到弱的顺序为osc,即bcd,故b正确;a与b形成的过氧化钠

40、中既含有离子键,又含有共价键,故c错误;s的非金属性大于c,所以最高价氧化物对应水化物的酸性d小于c,故d错误。4.元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是()a.若x+和y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:xyb.由水溶液的酸性:hclh2s,可推断元素的非金属性:clsc.硅、锗在元素周期表中都位于金属与非金属的交界处,都可以作半导体材料d.cs和ba分别位于第六周期a和a族,则碱性:csohba(oh)2答案 b解析 若x+和y2-的核外电子层结构相同,则x处于y的下一周期,原子序数xy,故a正确;不能根据氢化物水溶液的酸性强弱来比较元素的非金属性

41、,如酸性hclhf,但非金属性fcl,故b错误;硅、锗在元素周期表中都位于金属与非金属的交界处,具有一定的金属性与非金属性,都可以做半导体材料,故c正确;同周期元素自左而右金属性减弱,金属性csba,金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性csohba(oh)2,d正确。5.(2020高考模拟题节选)(1)lifepo4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料,这与 的结构密切相关, 的立体构型为。p、o、s三种元素的电负性从大到小的顺序为。 (2)c、n、o、f四种元素的第一电离能由小到大的顺序为。 (3)mg、al的第一电离能:mg(填“”或“sp (2)con(4)sp3

42、cno(5)平面三角形cclsp。(2)同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但a族、a族元素第一电离能大于其相邻元素,c、n、o、f位于同一周期且分别位于a族、a族、a族、a族,所以第一电离能由小到大的顺序为conal。(4)根据尿素的结构简式 分析其中n原子的杂化类型,由n原子的成键情况可知其杂化类型是sp3;同周期主族元素从左到右电负性依次增大。(5)光气的分子式为cocl2,其结构式为 ,碳原子孤电子对数为0,价层电子对数为3,则其立体构型为平面三角形。同一周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大,非金属性越强,电负性越大,所以c、o、cl三种元素的电负性由小到大的顺序为

43、cclyxwb.m、n、r三种分子中,所有原子最外层均满足8电子稳定结构c.m、n、r三种分子均含有极性键和非极性键d.w、x、y、z四种元素既可形成离子化合物,又可形成共价化合物答案 ad解析 w、x、y、z均为短周期元素,原子序数依次增大,其中m由1个x原子和2个z原子构成,n由1个x原子和4个w原子构成,r结构明显为有机物的结构,m和n生成r的反应为加成反应,则w为氢元素,x为碳元素,y为氮元素,z为氧元素,m为二氧化碳,n为甲烷,r为乙酸。同周期主族元素非金属性从左到右逐渐增强,a正确;m、n、r三种分子中,氢原子最外层满足2电子稳定结构,b错误;n、m分别为甲烷和二氧化碳,其中只含有

44、极性共价键,r分子中含有极性键和非极性键,c错误;w、x、y、z四种元素既可形成离子化合物硝酸铵,又可形成共价化合物硝酸,d正确。7.(2020山东潍坊高三期末)w、x、y、z四种短周期主族元素在元素周期表中的相对位置如图所示,x的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物。下列说法正确的是()a.四种元素的氧化物中,只有w的氧化物能与na2o2反应b.y元素只能形成含氧酸h2yo3和h2yo4c.z元素单质具有强氧化性、漂白性d.简单气态氢化物的稳定性:yzwxyz答案 d解析 根据题意分析可知,x为n元素,w为c元素,y为s元素,z为cl元素。二氧化碳、二氧化硫都能够与na2o2反应,

45、故a错误;s形成的含氧酸除了h2so3和h2so4以外,还可以形成h2s2o3等,故b错误;z的单质为氯气,氯气具有强氧化性,但是氯气不具有漂白性,故c错误;非金属性scl,则简单气态氢化物的稳定性yzxw,且z的族序数等于其周期序数,所以z为al,w、x位于不同周期,所以w为h,y的原子序数比z小,半径比z大,则y与z同周期,可能为na或mg。z为al,al3+在水溶液中发生水解影响水的电离平衡,故a错误;z为al,其氯化物氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电,不能电解熔融的alcl3来制取铝单质,故b错误;y为钠或镁,金属性比铝强,最高价氧化物对应水化物的碱性比铝的强,故c错误;w为氢,其

46、单质为氢气,x为氧,对应单质为氧气或臭氧,均为分子晶体,相同条件下,熔、沸点与相对分子质量有关,氧气或臭氧的相对分子质量均大于氢气,故氢气的熔、沸点低,故d正确。9.(双选)(2020江西九江二模改编)有一种化合物的结构如图所示,其中w、x、y、z为原子序数依次增大的短周期主族元素,x、y是同周期元素,z的含氧酸均具有氧化性,该化合物相对分子质量小于125。下列有关说法正确的是()a.wz沸点高于w2y的沸点b.x的含氧酸一定为二元弱酸c.原子半径大小:zxywd.x与z组成的化合物中可能含有非极性键答案 cd 解析 根据题给物质中各元素的成键特点可知w、z为h、f或cl中的两种,因w在四种元

47、素中原子序数最小,则w不可能是cl,应为h或f;x、y同周期,x应为a族元素,y应为a族元素,若x、y分别为si和s,则z为cl,此时该物质的相对分子质量至少为13+283+323+35.5125,故不符合题意。所以x为c,y为o,则w只能为h,又因为z的含氧酸均具有酸性,所以z为cl。h2o分子间存在氢键,导致其沸点较高,即沸点hclxyw,故c正确;c与cl形成的化合物中含有多个c原子时,其中含有的cc键为非极性键,故d正确。10.(2020山东德州期末)x、y、z、w为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,a、b、c、d、e为上述四种元素中的两种元素组成的化合物,z2为z元素的一种单质。

48、已知:a、d均含有10个电子,c的相对分子质量为30。上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物省略),则下列说法中不正确的是()a.原子半径:wyzxb.若c中混有e可用水洗方法除去c.a在工业上常用作制冷剂d.b与d反应生成z2时,d作还原剂答案 d解析 已知a、d均含有10个电子,则a、d为氢化物,可能为ch4、nh3、h2o、hf等;根据转化关系可知,a与单质z2反应生成c,b与d反应生成z2,且c的相对分子质量为30,则c为no,d为h2o,a为nh3,z2为o2,b为na2o2,e为no2,结合原子序数大小可知,x为h,y为n,z为o,w为na。同一周期主族元素,从左向右原

49、子半径逐渐减小,当原子核外电子层数不同时,电子层越多原子半径越大,则原子半径wyzx,a正确;no2与水反应生成no和硝酸,若no中混有no2,可用水洗的方法除去,b正确;a是nh3,氨气沸点较低易液化,液氨汽化需吸收大量的热,从而使周围环境温度降低,因此液氨在工业上常用作制冷剂,c正确;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,在该反应中,过氧化钠既作氧化剂又作还原剂,h2o在反应中元素化合价不变,既不是氧化剂也不是还原剂,d错误。11.(2020江西宜春高三月考)已知a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期元素,e为地壳中含量最高的过渡金属元素,a与d同主族,b与c同周期,且c与d的原子序数之和

50、为20。甲、乙分别为元素e、a的单质,丙、丁为a、e分别与b形成的二元化合物,它们转化关系如图所示。下列说法不正确的是()a.a、b形成的一种化合物具有漂白性b.b、d形成的离子化合物可能含有非极性键c.c的单质能与丙反应置换出b的单质d.丁为黑色固体,且1 mol甲与足量丙反应转移电子数为3na答案 d解析 e为地壳中含量最高的过渡金属元素,则e为fe。a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期元素,a与d同主族,b与c同周期,可知a、b、c、d分属三个不同的短周期,则a为h,d为na。由c与d的原子序数之和为20可知,c为f;甲、乙分别为元素e、a的单质,丙、丁为a、e分别与b形成的二元化合

51、物,根据图示转化关系,结合fe与水蒸气反应生成四氧化三铁可知,丙为h2o,丁为fe3o4,则b为o元素。h、o两元素组成的h2o2有强氧化性,具有漂白性,故a正确;o和na组成的na2o2中含有离子键和非极性共价键,故b正确;f2与水反应生成hf和o2,故c正确;丁为fe3o4,是黑色固体,由3fe+4h2o(g) fe3o4+4h2可知,1 mol fe与足量h2o反应转移电子数为 na,故d错误。归纳总结 常见的转化关系总结 (5)已知a、b、d、e均为中学化学中常见的物质,存在如下关系。符合此转化关系的a、b、d、e的化学式如下:fe、fe(no3)3、fe(no3)2、hno3。cuo

52、、co、co2、c。naoh、nahco3、na2co3、co2。考点三考点三化学键、分子间作用力与氢键化学键、分子间作用力与氢键【真题示例】【真题示例】 1.(2020山东化学)下列关于c、si及其化合物结构与性质的论述错误的是()a.键能ccsisi、chsih,因此c2h6稳定性大于si2h6b.立方型sic是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度c.sih4中si的化合价为+4,ch4中c的化合价为-4,因此sih4还原性小于ch4d.si原子间难形成双键而c原子间可以,是因为si的原子半径大于c,难形成p-p 键答案 c解析 a项,键长ccsisi、chsisi、ch

53、sih,则c2h6的稳定性si2h6;b项,金刚石与sic均属于共价(原子)晶体,具有很高的硬度;c项,c与si在同一主族,非金属性csi,故ch4的还原性弱于sih4,c项错误;d项,键是p轨道肩并肩重叠形成的,由于si的原子半径较大,p轨道重叠程度小,所以si原子间难以形成双键。2.(2020天津化学)关于 的说法正确的是()a.分子中有3种杂化轨道类型的碳原子b.分子中共平面的原子数目最多为14c.分子中的苯环由单双键交替组成d.与cl2发生取代反应生成两种产物答案 a 3.(2019浙江4月选考)下列说法不正确的是()a.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同b.加热蒸发氯化钾水溶液的过

54、程中有分子间作用力的破坏c.co2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变d.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏答案 c解析 a项,两者均属于离子化合物,熔化时克服的是离子键,所以正确,不符合题意;b项,蒸发过程中,破坏的是水分子间作用力,所以正确,不符合题意;c项,二氧化碳溶于水与水反应生成碳酸,因此不仅仅是分子间作用力的改变,还有化学键的形成,所以错误,符合题意;d项,石墨中含有碳碳键和分子间作用力,金刚石中只有碳碳键,两者的碳碳键不完全相同,因此石墨变为金刚石的过程中既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,所以正确,不符合题意。4.(2018浙江11月选

55、考)下列说法正确的是()a.cao与水反应过程中,有共价键的断裂和形成b.h2o的热稳定性比h2s强,是由于h2o的分子间作用力较大c.kcl、hcl、koh的水溶液都能导电,所以它们都属于离子化合物d.葡萄糖、二氧化碳和足球烯(c60)都是共价化合物,它们的晶体都属于分子晶体答案 a解析 氧化钙与水化合过程中水分子中的共价键会断裂,并会形成氢氧根离子,a正确;氢化物的热稳定性与元素的非金属性有关,氧元素的非金属性大于硫元素,因此h2o的热稳定性比h2s强,b项错误;hcl属于共价化合物,c项错误;足球烯(c60)属于单质,不是化合物,d项错误。5.(2020全国节选)氨硼烷(nh3bh3)含

56、氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:(1)h、b、n中,原子半径最大的是。根据对角线规则,b的一些化学性质与元素的相似。 (2)nh3bh3分子中,nb化学键称为键,其电子对由提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气: 的结构为 。在该反应中,b原子的杂化轨道类型由变为。 (3)nh3bh3分子中,与n原子相连的h呈正电性(h+),与b原子相连的h呈负电性(h-),电负性大小顺序是。与nh3bh3原子总数相等的等电子体是(写分子式) ,其熔点比nh3bh3(填“高” 或“低”),原因是在nh3bh3分子之间,存在,也称“双氢键”。 答案 (1)bsi(硅)(2)配位n

57、sp3sp2(3)nhbch3ch3低h+与h-的静电引力解析 本题考查了原子半径大小,对角线规则、配位键、电负性、等电子体、物质熔点高低、晶胞密度求算等知识。(1)氢元素为第一周期元素,原子半径最小,b、n同为第二周期元素,可知原子半径bn,故原子半径最大的为b。b为第二周期第a族元素,与其处于对角线上的元素应为第三周期第a族元素,即硅元素。(2)nh3bh3分子中,氮原子上有一对孤电子对,而硼原子中有空轨道,两者之间可形成配位键。nh3bh3分子中b原子的价层电子对数为4,b原子的杂化方式为sp3杂化;根据 的结构可知,b原子价层电子对数为3,b原子的杂化方式为sp2杂化。故反应中b原子的

58、杂化方式由sp3变为sp2。(3)nh3bh3分子中,根据与n原子相连的h呈正电性,说明电负性:nh;再根据与b原子相连的h呈负电性,说明电负性:bhb。nh3bh3分子的原子总数为8,价电子总数为14,ch3ch3为其等电子体。ch3ch3的熔点比nh3bh3的熔点低,原因是nh3bh3分子间h+与h-之间存在静电引力,而ch3ch3分子间只存在范德华力。【必备知识必备知识】 1.离子键、共价键及金属键的比较化学键类型 离子键共价键金属键非极性键极性键定义阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,

59、被所有原子共用,从而把所有金属原子维系在一起成键粒子阴、阳离子原子金属阳离子和自由电子化学键类型离子键共价键金属键非极性键极性键成键实质阴、阳离子的静电作用共用电子对不偏向任何一方共用电子对偏向一方原子金属阳离子和自由电子间的电子气形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失,形成离子键同种元素原子之间成键不同种元素原子之间成键金属阳离子和自由电子间成键形成的物质离子化合物非金属单质;某些共价化合物或离子化合物共价化合物或离子化合物金属晶体2.化学键与物质类别的关系 (1)从以上可以看出,离子化合物一定含有离子键,离子键只能存在于离子化合物中。(2)共价键可存在于离子化合物、共价化合物和一些

60、非金属单质中。(3)熔融状态下能导电的化合物是离子化合物,如nacl。熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物,如hcl。3.键与键的判断方法(1)由轨道重叠方式判断。“头碰头”重叠为键,“肩并肩”重叠为键。(2)由物质的结构式判断。通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为键,双键中有一个键和一个键,三键中有一个键和两个键。(3)由成键轨道类型判断。s轨道形成的共价键全部是键;杂化轨道形成的共价键全部为键。4.三种作用力及对物质性质的影响 作用力类型 范德华力氢键共价键作用微粒分子h与n、o、f原子强度比较共价键氢键范德华力影响因素组成和结构相似的物质,相对分子质量越大